車身電泳漆膜厚度和粗糙度異常案列分析

楊開炳 韓雪芹 羅裕光 胡旭東 陳翠鋒

摘要：針對電泳車間反饋的車身局部蒙皮電泳漆膜過厚、粗糙度大的問題案例進行調查分析，最終確定了導致電泳漆膜厚度和外觀粗糙度異常的真正因素，并通過掛板重復交叉試驗證實了這一真正因素。

關鍵詞：電泳膜厚 ?蒙皮材質 ?粗糙度

1引言

電泳涂裝這一技術最早出現在19世紀30年代，電泳具有效率高、質量好、成本低等特點，因此電泳從被研發出來到普及汽車行業僅用了幾十年時間。根據電泳原理電泳分為陽極電泳和陰極電泳。由于陰極電泳的泳透力、耐蝕性、耐堿性等性能優于陽極電泳，因此在零部件、汽車、家電等行業的應用中，基本取代了陽極電泳。電泳漆膜質量控制非常重要，車身基材質量、清潔、表調、磷化、電泳等任何一個環節出了問題都會導致電泳漆膜出現質量問題，進而影響整車的電泳漆膜的附著力、耐腐蝕性、耐久性等質量問題。

電泳漆膜厚度和粗糙度異常是一種較為常見的漆膜缺陷，其表現為電泳漆膜較厚、橘皮較大、表面粗糙度較大、附著力等級下降等特點。出現這種質量問題需要對整車進行打磨返工處理，影響生產計劃、節拍，并且會增加較多的材料和人工成本以及相應的安全隱患。

2 ?問題分析

2.1 問題現狀

根據公司涂裝電泳車間反饋，問題車輛的局部蒙皮出現電泳漆膜過厚、粗糙度大的問題，經過對問題車輛各個部位觀察對比發現，出現問題的部位多為車身側圍蒙皮，我公司車身側圍蒙皮均采用鍍鋅鋼板，而車身冷軋板和鋁板蒙皮電泳漆膜膜厚、粗糙度等各項性能均符合工藝標準。

2.2 原因調查

為了了解其他車輛電泳后是否存在類似問題，進行了實車跟蹤調查工作，分別對車身前圍、后圍、左側圍、右側圍、艙門等蒙皮電泳漆膜狀態進行了調查統計。通過對比分析發現，以上車身部位只有部分側圍蒙皮電泳漆膜出現漆膜過厚、平粗糙度大的問題，車身前圍、后圍、艙門等部位蒙皮電泳漆膜厚度、粗糙度等各項性能均符合工藝要求。

2.3原因確定

通過對問題車輛的各個部位電泳漆膜狀態以及蒙皮來料狀態進行對比、分析，初步確定了問題發生的根源。我公司同時從電泳工藝流程的各個工序進行了深入剖析，最終確定了問題產生的真正原因：問題部位蒙皮為鍍鋅鋼板，鍍鋅鋼板來料狀態存在不穩定情況，一般為小鋅花，偶爾會出較明顯的大鋅花，鍍鋅鋼板鋅層表面粗糙度直接影響到電泳漆膜表面狀態。

3 ?驗證過程

3.1 電泳工藝流程

我公司涂裝電泳工藝流程：焊裝轉入→上滑撬→手工預處理→預清洗→轉掛上線→預脫脂→脫脂→一次水洗→二次水洗→表調→磷化→三次水洗→四次水洗→一次純水洗→磷化→0次噴淋→一次UF洗→二次UF洗→二次純水洗→瀝水→卸掛下線→電泳烘干→強制冷卻→下滑撬。

3.2 試驗驗證

對比驗證：分別采用小鋅花型鍍鋅板和大鋅花型鍍鋅板制成實驗板，其中18塊小鋅花型鍍鋅板，18塊大鋅花型鍍鋅板，隨機選取3臺車掛板，每臺車的左側圍掛3塊小鋅花型鍍鋅板和3塊大鋅花型鍍鋅板，右側圍掛3塊小鋅花型鍍鋅板和3塊大鋅花型鍍鋅板，在涂裝電泳線隨車過線，進行重復交叉對比試驗。并檢測電泳漆膜的粗糙度、厚度和附著力。

3.3 對比分析

通過上述掛板試驗，對比分析發現：小鋅花型鍍鋅板表面電泳漆膜膜厚、粗糙度和附著力均在規定范圍內，符合工藝要求;而大鋅花型鍍鋅板電泳漆膜的平均膜厚大于25μm，表面粗糙度則大于0.3，不符合工藝要求。試驗結果表明，此次電泳漆膜外觀不良與電泳部位無明顯關聯，而相同的電泳流程，大鋅花型鍍鋅板易出現漆膜過厚，表面粗糙度大等漆膜弊病。

4 ?原理分析

鋅花是明顯的枝晶結構，大小不均勻，其最規整的形狀類似于六角星形或雪花。鍍鋅板表面出現鋅花，是因為鋅層中含有機有色元素鉛（Pb）、銻（Sb）、錫（Sn）中的一種，且鋅花大小與元素含量有關，含量越高鋅花越大，含量越低鋅花越小。一個鋅花是由一個結晶中心形成的，而每一朵鋅花的結晶中心即為一個凸起點，使鋅層疏松凹凸不平，具有相當粗糙的表面。且一般汽車蒙皮電泳漆膜厚度為20±2μm，當鋅花的結晶中心高度大于22μm時，就會影響電泳漆膜表面的粗糙度，因為電泳時，基材表面的粗糙度會影響相應部位的電場強度，進而影響電泳漆膜厚度，導致電泳漆膜厚度不均勻，嚴重影響后續面漆的感官質量。

同時，疏松的鋅層中含有的鉛或銻會加快電化學腐蝕速率，使熱鍍鋅板使用壽命減少15%-20%，鋅花的邊界和表面上眾多起伏的形貌提供了最初的腐蝕場所，腐蝕首先從鋅花邊界處開始，然后沿晶界發展，時間越久，腐蝕越嚴重。

5 ?總結

大鋅花鍍鋅板電泳后漆膜厚度過厚、外觀較粗糙，更容易產生電化學腐蝕，導致電泳漆膜附著力不良，不僅影響產品的耐蝕性還增加后道工序工作量，因此汽車行業多采用均勻致密型的小鋅花型鍍鋅板或零鋅花型鍍鋅板。

車身蒙皮外觀質量的優劣與電泳漆膜外觀質量息息相關，決定著后工序面漆的感官質量。公司應加強鍍鋅板等來件質量檢測和控制，保持來料狀態一致性，杜絕大鋅花及帶有劃痕、氣刀條痕、漏鍍點等問題的不合格鍍鋅鋼板入廠。優化生產節拍，縮短從下料到焊接的生產周期，以降低原材料表面的化學腐蝕與電化學腐蝕作用。