車身電泳漆膜厚度和粗糙度異常案列分析

楊開炳 韓雪芹 羅裕光 胡旭東 陳翠鋒

摘要：針對電泳車間反饋的車身局部蒙皮電泳漆膜過厚、粗糙度大的問題案例進行調查分析，最終確定了導致電泳漆膜厚度和外觀粗糙度異常的真正因素，并通過掛板重復交叉試驗證實了這一真正因素。

關鍵詞：電泳膜厚 ?蒙皮材質 ?粗糙度

1引言

電泳涂裝這一技術最早出現在19世紀30年代，電泳具有效率高、質量好、成本低等特點，因此電泳從被研發(fā)出來到普及汽車行業(yè)僅用了幾十年時間。根據電泳原理電泳分為陽極電泳和陰極電泳。由于陰極電泳的泳透力、耐蝕性、耐堿性等性能優(yōu)于陽極電泳，因此在零部件、汽車、家電等行業(yè)的應用中，基本取代了陽極電泳。電泳漆膜質量控制非常重要，車身基材質量、清潔、表調、磷化、電泳等任何一個環(huán)節(jié)出了問題都會導致電泳漆膜出現質量問題，進而影響整車的電泳漆膜的附著力、耐腐蝕性、耐久性等質量問題。

電泳漆膜厚度和粗糙度異常是一種較為常見的漆膜缺陷，其表現為電泳漆膜較厚、橘皮較大、表面粗糙度較大、附著力等級下降等特點。出現這種質量問題需要對整車進行打磨返工處理，影響生產計劃、節(jié)拍，并且會增加較多的材料和人工成本以及相應的安全隱患。

2 ?問題分析

2.1 問題現狀

根據公司涂裝電泳車間反饋，問題車輛的局部蒙皮出現電泳漆膜過厚、粗糙度大的問題，經過對問題車輛各個部位觀察對比發(fā)現，出現問題的部位多為車身側圍蒙皮，我公司車身側圍蒙皮均采用鍍鋅鋼板，而車身冷軋板和鋁板蒙皮電泳漆膜膜厚、粗糙度等各項性能均符合工藝標準。

2.2 原因調查

為了了解其他車輛電泳后是否存在類似問題，進行了實車跟蹤調查工作，分別對車身前圍、后圍、左側圍、右側圍、艙門等蒙皮電泳漆膜狀態(tài)進行了調查統(tǒng)計。通過對比分析發(fā)現，以上車身部位只有部分側圍蒙皮電泳漆膜出現漆膜過厚、平粗糙度大的問題，車身前圍、后圍、艙門等部位蒙皮電泳漆膜厚度、粗糙度等各項性能均符合工藝要求。

2.3原因確定

通過對問題車輛的各個部位電泳漆膜狀態(tài)以及蒙皮來料狀態(tài)進行對比、分析，初步確定了問題發(fā)生的根源。我公司同時從電泳工藝流程的各個工序進行了深入剖析，最終確定了問題產生的真正原因：問題部位蒙皮為鍍鋅鋼板，鍍鋅鋼板來料狀態(tài)存在不穩(wěn)定情況，一般為小鋅花，偶爾會出較明顯的大鋅花，鍍鋅鋼板鋅層表面粗糙度直接影響到電泳漆膜表面狀態(tài)。

3 ?驗證過程

3.1 電泳工藝流程

我公司涂裝電泳工藝流程：焊裝轉入→上滑撬→手工預處理→預清洗→轉掛上線→預脫脂→脫脂→一次水洗→二次水洗→表調→磷化→三次水洗→四次水洗→一次純水洗→磷化→0次噴淋→一次UF洗→二次UF洗→二次純水洗→瀝水→卸掛下線→電泳烘干→強制冷卻→下滑撬。

3.2 試驗驗證

對比驗證：分別采用小鋅花型鍍鋅板和大鋅花型鍍鋅板制成實驗板，其中18塊小鋅花型鍍鋅板，18塊大鋅花型鍍鋅板，隨機選取3臺車掛板，每臺車的左側圍掛3塊小鋅花型鍍鋅板和3塊大鋅花型鍍鋅板，右側圍掛3塊小鋅花型鍍鋅板和3塊大鋅花型鍍鋅板，在涂裝電泳線隨車過線，進行重復交叉對比試驗。并檢測電泳漆膜的粗糙度、厚度和附著力。

3.3 對比分析

通過上述掛板試驗，對比分析發(fā)現：小鋅花型鍍鋅板表面電泳漆膜膜厚、粗糙度和附著力均在規(guī)定范圍內，符合工藝要求;而大鋅花型鍍鋅板電泳漆膜的平均膜厚大于25μm，表面粗糙度則大于0.3，不符合工藝要求。試驗結果表明，此次電泳漆膜外觀不良與電泳部位無明顯關聯，而相同的電泳流程，大鋅花型鍍鋅板易出現漆膜過厚，表面粗糙度大等漆膜弊病。

4 ?原理分析

鋅花是明顯的枝晶結構，大小不均勻，其最規(guī)整的形狀類似于六角星形或雪花。鍍鋅板表面出現鋅花，是因為鋅層中含有機有色元素鉛（Pb）、銻（Sb）、錫（Sn）中的一種，且鋅花大小與元素含量有關，含量越高鋅花越大，含量越低鋅花越小。一個鋅花是由一個結晶中心形成的，而每一朵鋅花的結晶中心即為一個凸起點，使鋅層疏松凹凸不平，具有相當粗糙的表面。且一般汽車蒙皮電泳漆膜厚度為20±2μm，當鋅花的結晶中心高度大于22μm時，就會影響電泳漆膜表面的粗糙度，因為電泳時，基材表面的粗糙度會影響相應部位的電場強度，進而影響電泳漆膜厚度，導致電泳漆膜厚度不均勻，嚴重影響后續(xù)面漆的感官質量。

同時，疏松的鋅層中含有的鉛或銻會加快電化學腐蝕速率，使熱鍍鋅板使用壽命減少15%-20%，鋅花的邊界和表面上眾多起伏的形貌提供了最初的腐蝕場所，腐蝕首先從鋅花邊界處開始，然后沿晶界發(fā)展，時間越久，腐蝕越嚴重。

5 ?總結

大鋅花鍍鋅板電泳后漆膜厚度過厚、外觀較粗糙，更容易產生電化學腐蝕，導致電泳漆膜附著力不良，不僅影響產品的耐蝕性還增加后道工序工作量，因此汽車行業(yè)多采用均勻致密型的小鋅花型鍍鋅板或零鋅花型鍍鋅板。

車身蒙皮外觀質量的優(yōu)劣與電泳漆膜外觀質量息息相關，決定著后工序面漆的感官質量。公司應加強鍍鋅板等來件質量檢測和控制，保持來料狀態(tài)一致性，杜絕大鋅花及帶有劃痕、氣刀條痕、漏鍍點等問題的不合格鍍鋅鋼板入廠。優(yōu)化生產節(jié)拍，縮短從下料到焊接的生產周期，以降低原材料表面的化學腐蝕與電化學腐蝕作用。