低產(chǎn)量下涂裝電泳外觀品質(zhì)管理

馬風(fēng)雪，段雪娜，楊忠

（吉利汽車集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 315336）

汽車涂裝是汽車制造過程的四大工藝之一，該工藝的存在保證了整個(gè)車身達(dá)到國家法規(guī)要求的防腐能力，同時(shí)賦予其絢麗的外觀色彩，為客戶個(gè)性化的選擇提供了更多可能性。陰極電泳作為涂裝防腐能力中的關(guān)鍵工序。通過將車身浸在陽離子型電泳漆液中作為陰極，輔以陽極棒，在兩極之間通電，帶正電荷的膠體樹脂粒子和顏料粒子在電場(chǎng)的作用下移至車身表面析出而形成不溶于水的漆膜，這層漆膜經(jīng)過烘干后附著在車身上，從而防止車身鐵板受到外界腐蝕性介質(zhì)的侵蝕。某國內(nèi)知名品牌車企涂裝的車身能達(dá)到5年無銹蝕、10年無銹穿的防腐性能。為保證該防腐能力，管控電泳、靜電噴涂等工藝過程參數(shù)的穩(wěn)定性在涂裝工藝品質(zhì)管控中至關(guān)重要。在產(chǎn)量穩(wěn)定時(shí)，工藝管控較常規(guī)，但是在某些特殊條件下，生產(chǎn)量不穩(wěn)定，甚至很低，就為工藝管控帶來困難。本文主要介紹在低產(chǎn)量下電泳工藝管控的措施。

1 低產(chǎn)量下電泳外觀存在的問題

正常生產(chǎn)過程中，電泳槽液中的固體分、顏料、助劑等材料逐漸消耗，為保證電泳槽液的穩(wěn)定性，生產(chǎn)出品質(zhì)合格的電泳車身，每天需定時(shí)定量地補(bǔ)充電泳材料。正因?yàn)橛行迈r的材料添加使電泳槽液維持在一個(gè)穩(wěn)定的水平，才能夠生產(chǎn)出品質(zhì)穩(wěn)定的車身。但是當(dāng)產(chǎn)量很低時(shí)，為防止電泳槽液沉淀而導(dǎo)致槽液性能變差，電泳槽液必須24小時(shí)循環(huán)。不間斷的循環(huán)導(dǎo)致電泳漆分子和設(shè)備管路一直處于剪切作用之下，槽液溫度升高，從而令槽液穩(wěn)定性急劇下降。同時(shí)，電泳漆的分子量較大、分子鏈長，分子之間互相摩擦和剪切會(huì)使分子結(jié)構(gòu)遭到破壞。在槽液溫度升高和分子破壞的雙重作用下，電泳漆乳液樹脂析出，顏料沉降而產(chǎn)生顆粒，槽液參數(shù)失衡，槽液性能下降，此時(shí)生產(chǎn)出的車身漆膜容易出現(xiàn)異常，粗糙度、外觀等變差。

2 解決措施

2.1 產(chǎn)量低時(shí)的控制方法

對(duì)于每天產(chǎn)量低于50臺(tái)車的情況，固體分可控制在中下限，底部陽極(即裸陽極)需要全部關(guān)閉。每天在進(jìn)車生產(chǎn)前給陽極箱加酸，電導(dǎo)率控制在300 μS/cm。在進(jìn)車結(jié)束后排放陽極液，電導(dǎo)率控制在100 μS/cm以下。如果電泳槽投入運(yùn)行已有1年以上，但是槽液更新不足2次，那么車身漆膜會(huì)出現(xiàn)增厚、粗糙度超標(biāo)、顆粒明顯增加等缺陷。想要提高涂料檔次或處理問題槽液時(shí)，建議對(duì)電泳槽液進(jìn)行強(qiáng)制更新。

在更換涂料時(shí)應(yīng)先對(duì)原槽液進(jìn)行確認(rèn)并進(jìn)行混槽試驗(yàn)，實(shí)際更換時(shí)可采用逐步加入新涂料不斷置換的方式。加漆總量與槽液原漆總量之比俗稱為更新周期。1個(gè)更新周期是指一段時(shí)間內(nèi)添加的電泳漆量與槽液原漆質(zhì)量相同。為保證電泳漆膜質(zhì)量穩(wěn)定，每半年至少有1個(gè)更新周期。

更新周期與置換率的關(guān)系見表1。

表1 更新周期與置換率的關(guān)系Table 1 The relationship between update cycle T.O and replacement rate

第i日的置換率Si按式(1)計(jì)算。

其中Mi為第i日加漆量，Si?1為前一日的置換率，Q為槽液折成原漆的總量，mi?1為前一日的產(chǎn)量，t為單車平均消耗。

例：第i日加漆量為2 600 kg，(i– 1)日的置換率為30%，槽液原漆總量為150 000 kg，(i– 1)日的產(chǎn)量為300臺(tái)，單車平均消耗為6.5 kg，則第i日的置換率Si= [2 600 + 0.30 × 150 000 – (2 600 ÷ 150 000 + 0.30) × 300 × 6.5] ÷ 150 000 × 100% = 31.3%。

2.2 停產(chǎn)時(shí)間大于7 d而小于14 d時(shí)的控制方法

當(dāng)停產(chǎn)超過7 d而不足14 d時(shí)，可從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行控制：

(1) 防止溶劑揮發(fā)，包括不加入新鮮UF(超濾)液，改為批量式水洗液更新。

(2) 加入添加劑以保持涂料穩(wěn)定。

(3) 控制溶劑量，保持后續(xù)過車時(shí)車身的膜厚。

(4) 控制溫度，最大限度地減少溶劑揮發(fā)。

(5) 環(huán)境設(shè)備等的管控以減少溶劑揮發(fā)為首要目的，如停止電泳槽室體工位的排風(fēng)機(jī)，用塑料布將電泳槽上方罩起來，關(guān)閉電泳工位的門，UF水洗系統(tǒng)實(shí)行間歇性噴淋等。

表2的措施可供參考。

表2 某主機(jī)廠在停產(chǎn)時(shí)間大于7 d、小于14 d時(shí)的控制要求Table 2 Control requirements for an OEM when the shutdown time is longer than 7 days but less than 14 days

2.3 電泳線長期不生產(chǎn)時(shí)的控制方法

電泳線體如果長期停產(chǎn)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行管控：

(1) 將槽液溫度降低到25 ~ 26 °C，防止溶劑揮發(fā)。

(2) 開啟所有的泵和管路循環(huán)系統(tǒng)，防止顏料沉淀。

(3) 將水洗區(qū)設(shè)置成定時(shí)歇式噴淋，防止干燥而引起顆粒物增多。

(4) 關(guān)閉管路中所有的下排閥門，防止涂料泄漏。

(5) 如有維修或改造施工，做好防護(hù)措施，防止污染物混入。

(6) 定期點(diǎn)檢槽液溫度、循環(huán)系統(tǒng)壓差、槽液液位等工藝參數(shù)，做好相關(guān)記錄，以便后期有需要時(shí)進(jìn)行查看。

當(dāng)生產(chǎn)線體再次運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需結(jié)合涂料廠家的建議，添加槽液添加劑等材料。

3 實(shí)踐效果

國內(nèi)某汽車主機(jī)廠涂裝車間新車型上市前產(chǎn)量較低，為避免電泳槽液長時(shí)間循環(huán)而導(dǎo)致后期質(zhì)量問題，采取了逐步置換的方式對(duì)電泳槽液進(jìn)行更新，以保證后期電泳車身的外觀品質(zhì)。

為驗(yàn)證槽液置換的比例對(duì)電泳外觀的影響，該主機(jī)廠進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。在不同槽液更新比例的條件下，檢測(cè)槽液的pH、電導(dǎo)率和固體分，同時(shí)測(cè)得在不同電壓下制得的試驗(yàn)板的膜厚和粗糙度，從而驗(yàn)證槽液更新變化對(duì)電泳漆膜外觀的影響。從表3中可以看出，槽液更新越多，電泳漆膜越厚，電泳后粗糙度越低，電泳外觀越好。

表3 置換率對(duì)電泳外觀的影響Table 3 Effect of replacement ratios on appearance of e-coating

4 結(jié)語

隨著汽車在國內(nèi)家庭中越來越普遍，人們對(duì)車身外觀品質(zhì)的要求越來越高，同時(shí)國內(nèi)各大汽車廠之間品牌競(jìng)爭越來越激烈，各個(gè)主機(jī)廠也越來越快地推出新產(chǎn)品。現(xiàn)在各汽車主機(jī)廠不僅在新車研發(fā)時(shí)關(guān)注各項(xiàng)功能和性能，也越來越關(guān)注車身外觀質(zhì)量。為保證車身涂裝外觀及防腐性能的質(zhì)量要求，涂裝更需著重關(guān)注過程工藝驗(yàn)證的問題，對(duì)可能造成后期產(chǎn)品質(zhì)量問題的情況必須嚴(yán)肅對(duì)待，及時(shí)制定相應(yīng)的整改計(jì)劃，保證工藝驗(yàn)證過程中質(zhì)量目標(biāo)都能滿足顧客要求。同時(shí)，對(duì)開發(fā)新車型過程中整改的問題，在其他項(xiàng)目中要進(jìn)行橫向排查，提前考慮整改措施的落實(shí)，以避免同類問題的發(fā)生。