2023-03-29
摘要:车身在电泳调试过程中,发盖电泳漆膜出现针孔缺陷,通过降低槽液中的灰分、提高槽液溶剂含量、对车身前部与后部电泳电压进行调整,发盖漆膜针孔缺陷得到了改善。
阴极电泳涂装是利用外加电场使带电荷的颜料、树脂等微粒定向迁移并沉积于工件表面的涂装方法,自20 世纪 60 年代开始被广泛应用到汽车涂装领域。车身电泳涂装过程中伴随着电解、电泳、电沉积、电渗四个过程。在实际生产调试中。易出现表面颗粒、缩孔、针孔等漆膜弊病,影响电泳车身品质。本文针对某生产线调试过程中车身发盖针孔缺陷进行分析并提出解决措施。 在电泳涂装后,漆膜表面产生孔径在 1 mm 以下的针状小凹坑称为电泳针孔。由漆膜再溶解而引起的针孔,称为再溶解针孔,电泳过程中电解反应剧烈产生气体、湿膜脱气不良产生的针孔,称为气体针孔。 不同的板材针孔电压也不相同,镀锌板较冷轧板在实际生产过程中更容易出现针孔缺陷,主要是镀锌板材镀锌层电阻率低。在相同的电泳电压下。镀锌板更容易被击穿产生针孔。一般热镀锌板针孔电压 210 -230 V。电镀锌板针孔电压在 260 - 280 V。 某生产线在调试过程中。A车型发动机盖外板出现密集针孔且前端密集后端稀疏,车身其他部位均无此缺陷。生产线设备采用双摆杆输送。前处理材料选用传统三元磷化材料,电泳涂料选用目前广泛使用的高泳透力电泳涂料。测量车身发盖的膜厚均在 18 - 20um。符合控制标准要求。为解决车身发盖针孔问题。分别从工艺、材料、设备等方面进行展开原因调查。 2.1 板材对针孔的影响 为对比前处理对针孔的影响,取发盖外板板材。分别在不同的生产线进行前处理后在相同生产线下随车进行电泳。试验后 1"线、2"线前处理板均有针孔,因此前处理对发盖针孔无明显影响。 2.3 UF 超滤影响 电泳后 UF 系统如果运行异常,pH 低、溶剂含量高、超滤温度高、喷淋压力过大,会出现漆膜返溶现象造成针孔。为此分别在实验室制作电泳板和随线挂电泳板,然后同时放置在发盖前端,经过UF槽及纯水槽,对比电泳板针孔情况,发现随线挂的电泳板有针孔,实验室电泳板无针孔问题,说明无返溶针孔的现象,因此需要主要考虑电泳过程中电泳参数影响产生的气体针孔。 2.4 电泳参数的影响 电泳过程中电解反应会产生气泡,气泡在漆膜中脱气经过5 个过程:气泡产生一气泡达到漆膜表面一气泡破裂一破裂后气泡形成气孔一漆膜流平将气孔填充。针孔的产生主要是因为漆膜无法及时将气泡破裂留下的气孔填平,根本原因是气泡产生过多、气泡无法及时从漆膜中排出。因此需要对槽液参数、施工电压进行调整。 电泳槽液的温度、槽液的灰分、MEQ、溶剂、杂质离子的含量对针孔均有较大影响,理论上影响见表 2。 通过对槽液参数调整确认,槽液参数对发盖针孔的影响见表 3。 调整结果表明:槽液的灰分高于 22%。发盖针孔较多。主要是灰分过高。导致漆膜烘干时流动性差,无法填补电泳时产生的孔隙,因此将槽液灰分调整到22%以下。槽液的溶剂含量由 0.6%提升至 1.2%。发盖针孔有较大改善,说明溶剂对针孔影响较大,主要是溶剂增加带电粒子的电泳速度,降低体系黏度,增加湿膜脱泡能力和涂料再流平能力。通过槽液参数调整确认,槽液中溶剂和灰分对发盖针孔有较大改善。但发盖前端 15cm 范国内仍存在稀疏针孔,需要继续改善。 车身电泳采用非带电入槽通电方式,整流器采用分段式控制电泳电压。14 个整流电源分别控制不同的阳极膜组(见图1)。车身入槽后又可以将车身分为前、中、后三部分分别进行电泳电压控制。 槽液参数调整后发盖针孔有改善,但前端15 cm范围内仍有稀疏针孔,局部通过显微镜放大,发现针孔部位有明显的电泳电压击穿现象。车身通过时发现,如果车身前方为空吊具(即非连续通过)。后面车身针孔减少50%以上。
利用表面流动电位测试仪(俗称潜水艇)对车身各个部位实际电压进行监测(图2 -3)。测量发现:当非连续通过时发盖前后电压无明显差异,但连续通过时到达车身的最大电压前部高于后部 15 - 25 V。车身刚入槽低压段实际到达车身的电压前端与后端压差达到30V(前部电压106.2 V。后部电压 73.9 V)。说明前一台车对后一台车电泳电压有较大影响。
涂装车间在设计时已经对车身的节距进行定义,节距为6750 mm,滑橇长度为 5400 mm。车身间距为1350 mm,车身间距满足设计要求,因此需要从工艺方面对车身与车身之间的影响进行分析。电泳整理器采用分段式加压。车身分前中后三部分分别进行加压。调查车身前部整流器电泳电压电流曲线发现,车身后部设定电压最高达305 V。车身前部设定电压最高为285V。车身后部电压对车身前部电压产生影响,导致车身通过时存在瞬间尖峰电压,电流密度过大,电解反应剧烈。产生氢气量多,树脂粒子迁移速度快,电沉积量大,导致发盖前端产生针孔。 减少车身后部电压过高对车身前部电压的影响、对整流电源车身前后段电泳电压设置进行调整,将车身后段电压设置为小于或等于车身前段电压,减缓电解反应及树脂粒子移动速度。将A车型车身后段电压设置为与车身前段电压一致,均为 285 V。车身前部过高的尖峰电压影响消除,发盖电泳针孔缺陷得到改善。 电泳是一个复杂的物理化学反应过程,车身发盖的电泳针孔最终通过调整槽液的溶剂含量、灰分、整流电源的施工电压得到了改善。在实际生产中,电泳过程需要合理地控制槽液参数和设备参数保证徐装电泳品质。
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