簡述傳統(tǒng)汽車陰極電泳工藝及調(diào)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(jié)合多年的調(diào)試經(jīng)驗，簡要分析了陰極電泳工藝調(diào)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(guān)鍵詞：陰極電泳工藝;輸送系統(tǒng);烘干;工藝調(diào)試

中圖分類號：U466 ?文獻(xiàn)標(biāo)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(jì)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(yīng)用，陰極電泳工藝日趨成熟;

隨著輸送技術(shù)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(shù)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(nèi)的專業(yè)技術(shù)人員在這些年的實際應(yīng)用中積累了豐富的經(jīng)驗，作者發(fā)現(xiàn)有些在工藝調(diào)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(diào)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(shù)對電泳工藝的認(rèn)識以及調(diào)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(shè)計和調(diào)試人員參考。

1 傳統(tǒng)汽車陰極電泳工藝歷史及輸送技術(shù)

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(jì)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(dāng)時采用的是陽極電泳工藝技術(shù)。隨著陰極電泳技術(shù)的不斷開發(fā)及改進(jìn)，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(yīng)用。

下表中列出了電泳技術(shù)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(guān)的輸送技術(shù)

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(shù)。

目前在傳統(tǒng)汽車涂裝車間廣泛應(yīng)用的懸掛輸送技術(shù)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(guān)系這里不進(jìn)行介紹。

2001年DURR公司買下了ABB公司的-RoDip–in 技術(shù)，并與BMW合作完成了第一條應(yīng)用于轎車生產(chǎn)的前處理電泳線，由于此技術(shù)可允許車身垂直入槽，并在槽中翻轉(zhuǎn)，于是翻轉(zhuǎn)輸送技術(shù)在全球逐步得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。國內(nèi)第一條采用DoDip翻轉(zhuǎn)輸送技術(shù)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(zhuǎn)輸送技術(shù)（此技術(shù)車身可以任意角度入槽，即可選擇翻轉(zhuǎn)也可選擇不翻），國內(nèi)最早使用該技術(shù)的生產(chǎn)線建于2004年。

這里需要強調(diào)的是，雖然翻轉(zhuǎn)技術(shù)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(zhuǎn)，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(shù)，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(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)、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(jìn)行規(guī)劃。

注意：對于車身底部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，防腐蝕要求比較高的車身電泳涂裝，在使用翻轉(zhuǎn)輸送技術(shù)進(jìn)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(zhì)量問題，會在滴干區(qū)設(shè)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(jié)構(gòu)的復(fù)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(nèi)表面及空腔，大于160°C，15分鐘。

強冷區(qū)：要求到達(dá)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(dá)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(shè)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(nèi)進(jìn)行調(diào)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(dāng)?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(nèi)表面大于等于10微米。

3 陰極電泳工藝調(diào)試要點

關(guān)于電泳調(diào)試，經(jīng)過這么多年的實際應(yīng)用，已經(jīng)有很多的總結(jié)文章和書籍。在這里僅對在工藝調(diào)試（投槽）前經(jīng)常被大家忽視的一些必要工作進(jìn)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(diào)試計劃中安排這項工作，但往往只是用一輛調(diào)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(nèi)按節(jié)拍可容納4輛車身，那在調(diào)試時需要用一組4輛調(diào)試車來通過全線，并觀察相關(guān)變化，適時進(jìn)行調(diào)整。

3.2 電泳投槽前在空槽中用調(diào)試車身測量及調(diào)整槽內(nèi)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(diào)整，我們的工程師通常是憑經(jīng)驗以及根據(jù)設(shè)計圖紙的要求來做，而實際上由于車身結(jié)構(gòu)不同，以及循環(huán)特別是表面層流噴嘴的角度及高低設(shè)定，跟具體車身關(guān)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(jìn)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(jìn)行調(diào)整測試，這項工作會為后續(xù)調(diào)試省去很多不必要的麻煩，不可省略。當(dāng)然，此方法也使用于噴淋區(qū)的噴嘴及噴環(huán)調(diào)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(shè)生產(chǎn)線時都會預(yù)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(diào)試車身，因此，很多生產(chǎn)線在工藝調(diào)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(diào)試車身做過通過性測試后，對可用調(diào)試車身進(jìn)行外形尺寸仿形，做成調(diào)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(jìn)行觀察測量，必要時及時改造，這樣未來新車型的風(fēng)險就會降低很多。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)汽車陰極電泳工藝已經(jīng)在全球廣泛應(yīng)用，各汽車廠、設(shè)備及油漆材料供應(yīng)商都具有豐富的工藝規(guī)劃及調(diào)試經(jīng)驗。但由于車身材料、涂裝技術(shù)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(jié)現(xiàn)有經(jīng)驗，結(jié)合有效的數(shù)據(jù)及現(xiàn)場資料，及時應(yīng)對，合理解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 汽車涂料與涂裝.化學(xué)工業(yè)出版社P73.