簡述傳統(tǒng)汽車陰極電泳工藝及調試要點

徐紅璘 范夢真

摘 要：文章通過對傳統(tǒng)汽車陰極電泳工藝以及不同輸送系統(tǒng)的簡要描述，結合多年的調試經(jīng)驗，簡要分析了陰極電泳工藝調試前，容易被忽略的重要環(huán)節(jié)，以便大家在項目中更有效地解決問題。

關鍵詞：陰極電泳工藝;輸送系統(tǒng);烘干;工藝調試

中圖分類號：U466 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2019）12-176-03

Abstract： In this paper， the traditional automotive E-coat process and different conveyor systems will be discussed. The key points missed in the normal commissioning list will be analyzed base on the experience.

Keywords： Traditional Automotive E-coat Process; Conveyor Systems; Drying; Processes Commissioning

CLC NO.： U466 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）12-176-03

前言

從上世紀70年代開始，陰極電泳逐漸成為傳統(tǒng)汽車涂裝工藝必不可少的環(huán)節(jié)，并隨著規(guī)模化生產(chǎn)的批量應用，陰極電泳工藝日趨成熟;

隨著輸送技術的不斷發(fā)展，電泳工藝也隨之不斷優(yōu)化以配合不同輸送技術的特點而得到最理想的防腐性能及車身表面外觀。

盡管國內的專業(yè)技術人員在這些年的實際應用中積累了豐富的經(jīng)驗，作者發(fā)現(xiàn)有些在工藝調試前必須經(jīng)過的環(huán)節(jié)還是被很多人忽略了，造成后期工藝調試及生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題不容易被發(fā)現(xiàn)和解決。本文將根據(jù)多年來對各種不同輸送技術對電泳工藝的認識以及調試時所取得的經(jīng)驗做簡單說明，供汽車陰極電泳線的規(guī)劃設計和調試人員參考。

1 傳統(tǒng)汽車陰極電泳工藝歷史及輸送技術

1.1 傳統(tǒng)汽車陰極電泳工藝發(fā)展歷程

福特汽車在20世紀60年代中期在美國最先開始使用電泳（陽極電泳）工藝，據(jù)PPG和DURR公司資料介紹第一個用于車輪涂裝的電泳槽建于1961年，第一條用于汽車車身的電泳線建于1963年，當時采用的是陽極電泳工藝技術。隨著陰極電泳技術的不斷開發(fā)及改進，特別是對汽車防腐能力的有效提升，使得汽車電泳工藝逐步得到廣泛應用。

下表中列出了電泳技術的主要發(fā)展歷史，資料來源：《汽車涂料與涂裝》。

1.2 與陰極電泳工藝有關的輸送技術

由于前處理和電泳工藝都有浸漬工藝要求，因此與之配套的輸送系統(tǒng)通常采用懸掛輸送技術。

目前在傳統(tǒng)汽車涂裝車間廣泛應用的懸掛輸送技術主要有：積放鏈懸掛式輸送系統(tǒng)（車身入槽角度在30-35度）、雙擺桿輸送系統(tǒng)（車身入槽角度通常為45度）。對于產(chǎn)能低，工件外形尺寸大的生產(chǎn)線，也有一些其他的輸送方式，因篇幅關系這里不進行介紹。

2001年DURR公司買下了ABB公司的-RoDip–in 技術，并與BMW合作完成了第一條應用于轎車生產(chǎn)的前處理電泳線，由于此技術可允許車身垂直入槽，并在槽中翻轉，于是翻轉輸送技術在全球逐步得到廣泛關注和應用。國內第一條采用DoDip翻轉輸送技術的前處理電泳生產(chǎn)線建于2002年。

Eisenmann公司在2000年推出了更具柔性的varioshuttle 可翻轉輸送技術（此技術車身可以任意角度入槽，即可選擇翻轉也可選擇不翻），國內最早使用該技術的生產(chǎn)線建于2004年。

這里需要強調的是，雖然翻轉技術極大地解決了電泳車身長期存在的一些問題，并具有一定的投資和成本節(jié)約的優(yōu)勢，但由于車身需要在充滿液體的槽中翻轉，因此對于車身本身的影響和變化會比較大，并不是所有的車身都適合使用這種輸送方式，在選用前必須經(jīng)過測試驗證。

2 傳統(tǒng)汽車涂裝陰極電泳工藝

針對不同的輸送技術，所配套的陰極電泳工藝會有所不同，其中前兩種因都屬于車頂向上的正向行走，工藝方案差別不大;而對于翻轉輸送系統(tǒng)，通常會在最后增加一個空槽用于車身倒水。

2.1 陰極電泳工藝

表2所列陰極電泳工藝可作為參考，各生產(chǎn)線需根據(jù)具體集團標準、車型要求及電泳材料的具體特征、前處理及中涂/面漆工藝來進行規(guī)劃。

注意：對于車身底部結構比較復雜，防腐蝕要求比較高的車身電泳涂裝，在使用翻轉輸送技術進行電泳時，車身底部在槽液下的浸沒深度至少需要400毫米。

部分電泳線針對具體車型的電泳滴漆等質量問題，會在滴干區(qū)設置人工檢查及壓縮空氣吹掃工位。

2.2 電泳烘干

根據(jù)電泳漆的水性特征，以及車身空腔結構的復雜性，通常電泳烘干會分為幾個階段：升溫、保溫、強冷（冷卻）。各區(qū)域的溫度時間安排，各有不同，常用的有：

工藝1： 升溫區(qū)：1）開始--90°C（車身溫度），5分鐘;

2）90--110°C（車身溫度），6分鐘;

3）--175°C（車身溫度），13分鐘。

保溫區(qū)：175--185°C（車身溫度），15分鐘。

注意：外表面最高溫度 不超過210°C，小于15分鐘。

內表面及空腔，大于160°C，15分鐘。

強冷區(qū)：要求到達下道工序時車身溫度低于40°C。

工藝2：升溫區(qū)：1）開始--80°C 6分鐘。

2）80--175°C（車身溫度），10分鐘。

保溫區(qū)：175°C（車身溫度），25分鐘

注意：外表面最高溫度 不超過204°C，小于10分鐘。

強冷區(qū)：要求到達下道工序時車身溫度 低于35°C。

還有很多種不同的方案在使用，這里不一一例舉。需要提醒大家注意的是對于含鋁車身，其電泳烘干（保溫）溫度會更高，通常需要185°C（車身溫度），20分鐘。

為了更好地配合電泳材料的固化要求，在滿足工藝要求前提下，實現(xiàn)柔性控制和資源的合理利用和節(jié)省，在具體規(guī)劃設計和生產(chǎn)控制時，可以參考各電泳漆材料的烘烤窗口，在可接受窗口內進行調整。原則上新建線的工藝規(guī)劃盡量選用最佳烘干窗口，為生產(chǎn)線留有適當?shù)漠a(chǎn)能提升空間以及為車身材料或電泳材料改變留有余地。

陰極電泳外表面的干膜膜厚通常為外表面18-22微米，內表面大于等于10微米。

3 陰極電泳工藝調試要點

關于電泳調試，經(jīng)過這么多年的實際應用，已經(jīng)有很多的總結文章和書籍。在這里僅對在工藝調試（投槽）前經(jīng)常被大家忽視的一些必要工作進行分析說明。

3.1 車身全線通過性測試

雖然現(xiàn)在大家都會在調試計劃中安排這項工作，但往往只是用一輛調試車簡單走一遍，卻忽略了有些輸送方式特別是槽體比較大的時候，需要驗證其不同軌跡承載情況下的輸送系統(tǒng)匹配情況以及可能發(fā)生的槽液（可以在槽中加自來水）液位變化，例如：電泳槽全內按節(jié)拍可容納4輛車身，那在調試時需要用一組4輛調試車來通過全線，并觀察相關變化，適時進行調整。

3.2 電泳投槽前在空槽中用調試車身測量及調整槽內噴嘴

針對電泳主浸槽以及后序浸槽中各種循環(huán)噴嘴（頭）的角度及高低調整，我們的工程師通常是憑經(jīng)驗以及根據(jù)設計圖紙的要求來做，而實際上由于車身結構不同，以及循環(huán)特別是表面層流噴嘴的角度及高低設定，跟具體車身關聯(lián)度非常高，如果省略了這個環(huán)節(jié)，一旦電泳漆投槽之后出現(xiàn)一些氣泡等問題，就很難發(fā)現(xiàn)根本原因和快速解決。另外，車身最高最低點距離陽極板（管）的有效工作距離也需要進行測量，以保證車身底部或頂部的電泳膜厚。即使由于開發(fā)制造的原因，建線時沒有與生產(chǎn)時完全相同型號的白車身，也要用相近車身來進行調整測試，這項工作會為后續(xù)調試省去很多不必要的麻煩，不可省略。當然，此方法也使用于噴淋區(qū)的噴嘴及噴環(huán)調整。

3.3 最大尺寸仿形車通過性測試

通常大家在規(guī)劃建設生產(chǎn)線時都會預留一個未來可以生產(chǎn)的最大車身尺寸，由于是未來才有的車身，所以根本沒有辦法得到調試車身，因此，很多生產(chǎn)線在工藝調試時就忽略了此項驗證，造成后續(xù)車型上的時候，根本沒法通過，需要“大動干戈”或另外建線。其實只要在生產(chǎn)線建成，并用現(xiàn)有可用調試車身做過通過性測試后，對可用調試車身進行外形尺寸仿形，做成調試樣車，在所有工序都走一遍，并對很多容易產(chǎn)生尺寸瓶頸的部位進行觀察測量，必要時及時改造，這樣未來新車型的風險就會降低很多。

4 結語

傳統(tǒng)汽車陰極電泳工藝已經(jīng)在全球廣泛應用，各汽車廠、設備及油漆材料供應商都具有豐富的工藝規(guī)劃及調試經(jīng)驗。但由于車身材料、涂裝技術及涂裝工藝以及節(jié)能環(huán)保要求的不斷變化，新的問題依然不斷出現(xiàn)。我們需要充分總結現(xiàn)有經(jīng)驗，結合有效的數(shù)據(jù)及現(xiàn)場資料，及時應對，合理解決。

參考文獻

[1] 汽車涂料與涂裝.化學工業(yè)出版社P73.