淺談電泳烘爐對涂裝電泳縮孔的影響研究

姚欣 何金蓉 張發暉

摘 要：文章結合汽車涂裝生產現場實踐經驗，著重闡述了排查和分析產生電泳縮孔的原因，并根據試驗結果提出了相應解決方法，為有效減少電泳縮孔提供一定的方法思路。

關鍵詞：電泳;縮孔;涂裝

1 引言

隨著汽車生產技術的不斷完善，人們對汽車的外觀美化和保護工作越來越重視。而汽車涂裝恰恰是能夠決定汽車外觀最為關鍵的工藝之一。如何能夠有效提高汽車的美觀度，防止汽車殼體材料受到腐蝕，延長汽車使用壽命，一直是用戶最為關注的問題。而電泳縮孔往往是汽車涂裝最容易產生的缺陷之一。一旦形成縮孔，利用一般的物理方法，如打磨等都很難消除縮孔。即使噴涂面漆，也很難掩蓋縮孔缺陷，不僅影響汽車的防腐性能，還會增加造車成本。本文結合涂裝現場生產經驗，簡單分析縮孔產生的原因。本文針對某次縮孔事故，著重分析電泳烘爐對縮孔的生產的影響。

2 常見電泳縮孔產生的原因

電泳縮孔是指在電泳過程中或電泳后由于縮孔物質（油、硅油等）的存在，導致電泳過程產生直徑為1～5mm孔穴的現象。在濕的電泳漆膜上難以發現縮孔，一般只有烘干后漆面表面才能看到火山口的凹坑。引起這一現象的主要原因是電泳濕膜中或表面有塵埃、油污等與電泳涂料不相容的粒子，成為陷穴中心，使烘干初期的流展能力不均衡，而產生涂膜缺陷[1]。涂裝電泳縮孔可能由以下幾個因素造成：1）前處理脫脂不完全，殘留的油污被帶入電泳槽而產生縮孔;2）除油過濾袋過濾不完全，污染電泳槽液;3）電泳后水洗受到污染[2];4）工件中油污除不完全，烘烤中油水共沸，造成縮孔;5）烘房中殘留具有易揮發性的油污，在烘烤過程中隨熱風吹到車身造成縮孔。

而根據涂裝電泳縮孔產生的不同原因，采取相對應的措施可有效消除縮孔的產生。例如加強脫脂工序，防止殘留油污污染電泳槽;定期更換除油過濾袋;控制烘爐溫度和循環熱風的清潔程度;保持后清洗水質的潔凈度等。

3 案例分析

3.1 問題描述

涂裝車間生產線某生產時段，電泳車左右兩側腰線以上、BC柱、及頂棚流水槽附近出現大量縮孔缺陷（如圖1所示），且故障率達50%以上，嚴重影響后期的打磨暗燈。由于這些縮孔必須用打磨器處理才能完善，而使用打磨器，不可避免會增加打磨工作量和打磨灰，還可能會造成成品車表面產生顆粒，直接影響車間下線合格率。

3.2 問題調查分析

針對涂裝生產線上發生的縮孔現象，為快速找到污染發生的部位，我們采取交叉試驗法對電泳工序進行分析研究。試驗及結果如表1所示。根據表1可知：試驗2、3、4縮孔數量較多，嚴重超標，與試驗1和試驗5對比，可以確定污染區域發生在電泳線上的烘爐區域。

為進一步找出烘爐哪一區域對縮孔產生影響，嘗試對電泳烘爐內壁板、夾層、鏈條、吹風嘴等進行排查。采取“擦拭- 浸泡”法[3]，首先準備好做好記號的潔凈瓶子，并往瓶子內裝適量純水。然后以干凈的擦凈紙作為空白對照實驗，將拭擦過電泳烘爐的不同區域的擦凈紙標記好，分別將其放入事先準備好的瓶內浸泡24h。最后取瓶內的浸泡液進行蘸板試驗，如表2所示。由蘸板試驗結果可知，電泳烘爐內的鏈條是產生縮孔的主要區域。結合電泳爐溫曲線的升溫特點（如圖2所示），初步猜想由于烘爐前段升溫較快，當車身帶水進入烘爐時，與烘爐內的鏈條潤滑油形成油水混合物，從而增大電泳烘爐內油水混合物的揮發量，產生縮孔現象。

為驗證猜想是否正確，我們利用油和水+油混合物做對比試驗。將等質量的潤滑油和水+潤滑油混合物在190℃條件下分別對電泳板進行烘干，對比其產生縮孔的數目大小。結果如表3所示。由實驗結果可知，當烘爐中存在油水混合物時，相同溫度下，時間越長，油水混合物在高溫條件下的揮發量越大，從而造成電泳縮孔現象的產生。而不同的溫度，也會影響潤滑油的揮發程度，造成不同的縮孔現象。

取相同質量的鏈條潤滑油，放在50℃，100℃，150℃，200℃的實驗室烘箱中進行烘烤5h， 測量并記錄烘干前、烘干后的質量。試驗結果如表4和圖2所示，電泳烘爐內鏈條潤滑油的揮發量隨著溫度的升高而增加，從而產生縮孔現象。

4 改善措施

通過以上試驗內容可知，電泳烘爐內的鏈條潤滑油會隨著爐溫升溫段的驟然升溫而揮發，當車身進入烘爐時，車身未瀝干的水分將和潤滑油形成的油水混合物，從而會導致電泳縮孔的產生。因此有必要保持車身干燥和控制烘爐溫度，減少縮孔現象的產生。

4.1 保持車身干燥

電泳后瀝水時間的長短將會影響車身的水分含量，因此可通過適當延長瀝水時間，減少車身水分進入烘爐;除此之外，還可以在電泳下線位置增加人工壓縮空氣吹水，將車身的水分吹干，從而保持車身干燥。

4.2 調整電泳烘爐溫度

由電泳爐溫曲線可知，電泳烘爐升溫段上升較快，容易導致烘爐內鏈條潤滑油的揮發，因此可通過適當減少烘爐內鏈條潤滑油的涂油量和優化烘爐烘烤段的結構等，適當降低烘爐的升溫段溫度，可有效降低潤滑油的揮發量，從而減少電泳縮孔的產生。

5 總結

涂裝電泳縮孔問題是汽車生產線上最常見的質量弊病。 本文重點研究電泳烘爐對汽車縮孔的影響。通過對電泳生產現場工序的分析，開展污染源的排查，以及實施對照試驗等確定了電泳縮孔產生的主要原因，并提出相應措施，從而有效減少電泳縮孔現象。為實際分析縮孔問題產生原因和解決措施提供思路。

基金項目：文章為2020年度廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目“汽車涂裝過程中出現電泳縮孔問題的研究分析”研究成果，項目編號：2020KY37007， 主持人：姚欣。

參考文獻：

[1]鄧烈雄，電泳漆膜縮孔案例分析，現代涂料與涂裝.

[2]潘辰，淺析汽車涂裝電泳縮孔及顆粒問題的治理，工藝裝備.

[3]趙曉峰，淺談電泳烘干爐環境對電泳縮孔的影響，現代涂裝.