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        簡述傳統(tǒng)汽車陰極電泳工藝及調(diào)試要點(diǎn)

        2019-10-21 09:41:57徐紅璘范夢真
        汽車實(shí)用技術(shù) 2019年11期

        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(yàn),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(xiàng)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(hào):U466 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ?文章編號(hào):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)?;a(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(diǎn)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(shí)際應(yīng)用中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),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(shí)以及調(diào)試時(shí)所取得的經(jīng)驗(yàn)做簡單說明,供汽車陰極電泳線的規(guī)劃設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)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(qiáng)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(huì)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(yàn)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(huì)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(huì)在最后增加一個(gè)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(tuán)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(shí),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(huì)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(huì)分為幾個(gè)階段:升溫、保溫、強(qiáng)冷(冷卻)。各區(qū)域的溫度時(shí)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(qiáng)冷區(qū):要求到達(dá)下道工序時(shí)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(qiáng)冷區(qū):要求到達(dá)下道工序時(shí)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(huì)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(shí)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(jì)和生產(chǎn)控制時(shí),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(diǎn)

        關(guān)于電泳調(diào)試,經(jīng)過這么多年的實(shí)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(huì)在調(diào)試計(jì)劃中安排這項(xiàng)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(shí)候,需要驗(yàn)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(shí)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(shí)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(yàn)以及根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求來做,而實(shí)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(gè)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(diǎn)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(shí)沒有與生產(chǎn)時(shí)完全相同型號(hào)的白車身,也要用相近車身來進(jìn)行調(diào)整測試,這項(xiàng)工作會(huì)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(shí)都會(huì)預(yù)留一個(gè)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(shí)就忽略了此項(xiàng)驗(yàn)證,造成后續(xù)車型上的時(shí)候,根本沒法通過,需要“大動(dòng)干戈”或另外建線。其實(shí)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(shí)及時(shí)改造,這樣未來新車型的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)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(yàn)。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(yàn),結(jié)合有效的數(shù)據(jù)及現(xiàn)場資料,及時(shí)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.

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