低產(chǎn)量下涂裝電泳外觀品質(zhì)管理

馬風(fēng)雪，段雪娜，楊忠

（吉利汽車集團有限公司，浙江 寧波 315336）

汽車涂裝是汽車制造過程的四大工藝之一，該工藝的存在保證了整個車身達到國家法規(guī)要求的防腐能力，同時賦予其絢麗的外觀色彩，為客戶個性化的選擇提供了更多可能性。陰極電泳作為涂裝防腐能力中的關(guān)鍵工序。通過將車身浸在陽離子型電泳漆液中作為陰極，輔以陽極棒，在兩極之間通電，帶正電荷的膠體樹脂粒子和顏料粒子在電場的作用下移至車身表面析出而形成不溶于水的漆膜，這層漆膜經(jīng)過烘干后附著在車身上，從而防止車身鐵板受到外界腐蝕性介質(zhì)的侵蝕。某國內(nèi)知名品牌車企涂裝的車身能達到5年無銹蝕、10年無銹穿的防腐性能。為保證該防腐能力，管控電泳、靜電噴涂等工藝過程參數(shù)的穩(wěn)定性在涂裝工藝品質(zhì)管控中至關(guān)重要。在產(chǎn)量穩(wěn)定時，工藝管控較常規(guī)，但是在某些特殊條件下，生產(chǎn)量不穩(wěn)定，甚至很低，就為工藝管控帶來困難。本文主要介紹在低產(chǎn)量下電泳工藝管控的措施。

1 低產(chǎn)量下電泳外觀存在的問題

正常生產(chǎn)過程中，電泳槽液中的固體分、顏料、助劑等材料逐漸消耗，為保證電泳槽液的穩(wěn)定性，生產(chǎn)出品質(zhì)合格的電泳車身，每天需定時定量地補充電泳材料。正因為有新鮮的材料添加使電泳槽液維持在一個穩(wěn)定的水平，才能夠生產(chǎn)出品質(zhì)穩(wěn)定的車身。但是當(dāng)產(chǎn)量很低時，為防止電泳槽液沉淀而導(dǎo)致槽液性能變差，電泳槽液必須24小時循環(huán)。不間斷的循環(huán)導(dǎo)致電泳漆分子和設(shè)備管路一直處于剪切作用之下，槽液溫度升高，從而令槽液穩(wěn)定性急劇下降。同時，電泳漆的分子量較大、分子鏈長，分子之間互相摩擦和剪切會使分子結(jié)構(gòu)遭到破壞。在槽液溫度升高和分子破壞的雙重作用下，電泳漆乳液樹脂析出，顏料沉降而產(chǎn)生顆粒，槽液參數(shù)失衡，槽液性能下降，此時生產(chǎn)出的車身漆膜容易出現(xiàn)異常，粗糙度、外觀等變差。

2 解決措施

2.1 產(chǎn)量低時的控制方法

對于每天產(chǎn)量低于50臺車的情況，固體分可控制在中下限，底部陽極(即裸陽極)需要全部關(guān)閉。每天在進車生產(chǎn)前給陽極箱加酸，電導(dǎo)率控制在300 μS/cm。在進車結(jié)束后排放陽極液，電導(dǎo)率控制在100 μS/cm以下。如果電泳槽投入運行已有1年以上，但是槽液更新不足2次，那么車身漆膜會出現(xiàn)增厚、粗糙度超標(biāo)、顆粒明顯增加等缺陷。想要提高涂料檔次或處理問題槽液時，建議對電泳槽液進行強制更新。

在更換涂料時應(yīng)先對原槽液進行確認(rèn)并進行混槽試驗，實際更換時可采用逐步加入新涂料不斷置換的方式。加漆總量與槽液原漆總量之比俗稱為更新周期。1個更新周期是指一段時間內(nèi)添加的電泳漆量與槽液原漆質(zhì)量相同。為保證電泳漆膜質(zhì)量穩(wěn)定，每半年至少有1個更新周期。

更新周期與置換率的關(guān)系見表1。

表1 更新周期與置換率的關(guān)系Table 1 The relationship between update cycle T.O and replacement rate

第i日的置換率Si按式(1)計算。

其中Mi為第i日加漆量，Si?1為前一日的置換率，Q為槽液折成原漆的總量，mi?1為前一日的產(chǎn)量，t為單車平均消耗。

例：第i日加漆量為2 600 kg，(i– 1)日的置換率為30%，槽液原漆總量為150 000 kg，(i– 1)日的產(chǎn)量為300臺，單車平均消耗為6.5 kg，則第i日的置換率Si= [2 600 + 0.30 × 150 000 – (2 600 ÷ 150 000 + 0.30) × 300 × 6.5] ÷ 150 000 × 100% = 31.3%。

2.2 停產(chǎn)時間大于7 d而小于14 d時的控制方法

當(dāng)停產(chǎn)超過7 d而不足14 d時，可從以下幾個方面著手進行控制：

(1) 防止溶劑揮發(fā)，包括不加入新鮮UF(超濾)液，改為批量式水洗液更新。

(2) 加入添加劑以保持涂料穩(wěn)定。

(3) 控制溶劑量，保持后續(xù)過車時車身的膜厚。

(4) 控制溫度，最大限度地減少溶劑揮發(fā)。

(5) 環(huán)境設(shè)備等的管控以減少溶劑揮發(fā)為首要目的，如停止電泳槽室體工位的排風(fēng)機，用塑料布將電泳槽上方罩起來，關(guān)閉電泳工位的門，UF水洗系統(tǒng)實行間歇性噴淋等。

表2的措施可供參考。

表2 某主機廠在停產(chǎn)時間大于7 d、小于14 d時的控制要求Table 2 Control requirements for an OEM when the shutdown time is longer than 7 days but less than 14 days

2.3 電泳線長期不生產(chǎn)時的控制方法

電泳線體如果長期停產(chǎn)，可以從以下幾個方面進行管控：

(1) 將槽液溫度降低到25 ~ 26 °C，防止溶劑揮發(fā)。

(2) 開啟所有的泵和管路循環(huán)系統(tǒng)，防止顏料沉淀。

(3) 將水洗區(qū)設(shè)置成定時歇式噴淋，防止干燥而引起顆粒物增多。

(4) 關(guān)閉管路中所有的下排閥門，防止涂料泄漏。

(5) 如有維修或改造施工，做好防護措施，防止污染物混入。

(6) 定期點檢槽液溫度、循環(huán)系統(tǒng)壓差、槽液液位等工藝參數(shù)，做好相關(guān)記錄，以便后期有需要時進行查看。

當(dāng)生產(chǎn)線體再次運轉(zhuǎn)時，需結(jié)合涂料廠家的建議，添加槽液添加劑等材料。

3 實踐效果

國內(nèi)某汽車主機廠涂裝車間新車型上市前產(chǎn)量較低，為避免電泳槽液長時間循環(huán)而導(dǎo)致后期質(zhì)量問題，采取了逐步置換的方式對電泳槽液進行更新，以保證后期電泳車身的外觀品質(zhì)。

為驗證槽液置換的比例對電泳外觀的影響，該主機廠進行了對比試驗。在不同槽液更新比例的條件下，檢測槽液的pH、電導(dǎo)率和固體分，同時測得在不同電壓下制得的試驗板的膜厚和粗糙度，從而驗證槽液更新變化對電泳漆膜外觀的影響。從表3中可以看出，槽液更新越多，電泳漆膜越厚，電泳后粗糙度越低，電泳外觀越好。

表3 置換率對電泳外觀的影響Table 3 Effect of replacement ratios on appearance of e-coating

4 結(jié)語

隨著汽車在國內(nèi)家庭中越來越普遍，人們對車身外觀品質(zhì)的要求越來越高，同時國內(nèi)各大汽車廠之間品牌競爭越來越激烈，各個主機廠也越來越快地推出新產(chǎn)品?，F(xiàn)在各汽車主機廠不僅在新車研發(fā)時關(guān)注各項功能和性能，也越來越關(guān)注車身外觀質(zhì)量。為保證車身涂裝外觀及防腐性能的質(zhì)量要求，涂裝更需著重關(guān)注過程工藝驗證的問題，對可能造成后期產(chǎn)品質(zhì)量問題的情況必須嚴(yán)肅對待，及時制定相應(yīng)的整改計劃，保證工藝驗證過程中質(zhì)量目標(biāo)都能滿足顧客要求。同時，對開發(fā)新車型過程中整改的問題，在其他項目中要進行橫向排查，提前考慮整改措施的落實，以避免同類問題的發(fā)生。