韓雪芹　胡旭東　楊開炳　羅裕光　陳翠鋒

摘 要：針對車身電泳漆異常堆積附著問題，從板材種類、前處理清洗效果、磷化膜質量和電泳槽液成分等方面進行了深入分析。通過現(xiàn)場驗證等方式，最終確定了導致電泳漆堆積附著的根本原因。在此基礎上，制定了解決方案和后期預防措施。

關鍵詞：電泳;雜質離子;電泳異物堆積

中圖分類號：U466? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）03-159-03

1 引言

陰極電泳具有較高的耐蝕性和泳透力，被廣泛應用于汽車、五金、家電等行業(yè)。電泳涂裝涉及到多種復雜的物理化學反應，主要包括電解、電泳、電沉積和電滲四個過程。電泳槽液的控制非常重要，任何一種參數(shù)的變化都會影響化學反應的正常進行，導致各種各樣的電泳漆膜弊病。這些弊病對產(chǎn)品的耐腐蝕性、耐久性、外觀質量等有著不同程度的影響。

電泳漆堆積附著是一種較為少見的漆膜缺陷，其表現(xiàn)為電泳漆膜表面凹凸不平，極為粗糙。對整車漆膜的平整度影響嚴重，通常需要通過打磨進行處理。在返工打磨的過程中往往會破壞電泳漆膜的完整性，導致產(chǎn)品存在早期銹蝕隱患，降低產(chǎn)品的耐腐蝕性、外觀鮮映性及使用壽命等性能。并且返工會影響生產(chǎn)節(jié)拍和成本。因此從根源上解決電泳漆異常堆積問題并制定相應的預防措施非常有必要。

2 電泳漆堆積附著的表現(xiàn)

某自主品牌大型客車公司今年四月份起陸續(xù)發(fā)現(xiàn)車身輪護、乘客門踏步等等均不同程度出現(xiàn)大量集中的電泳漆堆積附著缺陷（圖1/2）。出現(xiàn)問題的部位集中在四個輪護區(qū)、門踏步區(qū)域以及車內部分蒙皮表面。從材質上看，缺陷部位基材多為冷軋板。缺陷分布不均勻，無明顯規(guī)律。性狀為類似絮狀析出物。

3 問題分析及驗證

該公司電泳投槽已運行多年，電泳線始終平穩(wěn)，之前未發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象。工藝研究所牽頭聯(lián)合車間、材料供應商成立攻關小組調查原因。調查組從前處理清洗效果、磷化膜狀態(tài)、雜質離子含量、泳涂電壓、槽液溫度、成分含量等因素進行綜合分析調查。

攻關小組現(xiàn)場調查情況如下：

（1）電泳工藝流程未發(fā)生變化，其過程如下：

焊裝轉入→上滑撬→手工預處理→高壓噴淋→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→電泳→零次噴淋→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;

（2）車身各部位板材種類均未發(fā)生變動;

（3）泳涂電壓1段為120V，2段為280V，符合工藝要求;

（4）電泳槽液溫度28.3℃，為工藝要求的正常值。

由此可初步排除車身板材、泳涂電壓、工藝變化等方面因素造成電泳漆堆積附著的可能性?？紤]到清洗效果不佳、磷化膜不均勻、電泳槽液中固體含量過低、雜質離子含量過高也會導致電泳漆集中附著，在檢測電泳槽液成分含量的同時，還需對磷化膜質量及電泳前純水清洗效果進行驗證。

3.1 檢驗電泳前純水清洗效果

電泳漆堆積附著缺陷的發(fā)生與車身的清洗效果密切相關。若車身電泳前局部清洗效果不良，則會污染電泳槽液，影響電泳槽液均相平衡，導致樹脂、顏料析出，其結果即為電泳漆集中附著。檢查前處理各槽槽液，未發(fā)現(xiàn)明顯油污、沉淀等異物，且循環(huán)過濾袋中無明顯大顆粒。各槽液參數(shù)化驗均無異常。

選取一臺樣車，在其進入電泳槽前用新鮮純水將易出現(xiàn)電泳漆堆積缺陷的部位反復沖洗3遍，然后按照正常工藝流程進行電泳。發(fā)現(xiàn)經(jīng)新鮮純水沖洗的部位依舊產(chǎn)生了電泳漆堆積附著的缺陷，由此可排除電泳前純水清洗效果方面因素造成電泳漆堆積附著的可能性。

3.2 驗證磷化膜質量

磷化膜不均勻、疏松等缺陷會使車身表面電阻差異變大，進而影響車身表面電流密度，電流密度較大的部位反應劇烈，導致電泳漆集中沉積成膜，即產(chǎn)生電泳漆堆積附著缺陷。打磨磷化后的樣車，清除易出現(xiàn)電泳漆堆積缺陷部位的磷化膜，然后按照正常工藝流程進行電泳。發(fā)現(xiàn)經(jīng)打磨處理的部位依舊產(chǎn)生了電泳漆堆積附著的缺陷，由此可排除磷化膜質量方面因素造成的電泳漆堆積附著的可能。

3.3 檢測電泳槽液的工藝參數(shù)

取現(xiàn)場電泳槽液進行相關參數(shù)的檢測，具體檢測結果見表1。

對比電泳槽液正常工藝標準，電泳槽液中溶劑、固體份、pH值、顏基比、MEQ值均正常，而鈉、鐵、磷雜質離子含量超標。由此可初步判定電泳槽內雜質離子污染可能是導致電泳漆集中堆積附著的重要因素。鈉、鉀、磷離子超標主要是由被涂物或掛具將前處理液帶入電泳槽導致。鐵離子主要來源于工件上的鐵屑、氧化物、陽極液滲漏、循環(huán)管道的腐蝕等。雜質離子含量過高會導致通電時槽液中電流密度分布不均勻。電流密度較大的部位電解反應劇烈，不僅加塊了電沉積的速度，還降低了漆膜的流平速度，進而引起電泳漆在車身上集中堆積附著缺陷。同時，劇烈的電解反應會產(chǎn)生大量氣泡，引起脫泡不良，過度堆積的漆膜包裹著大量氣體，電泳漆膜高溫固化時，氣體受熱膨脹沖破電泳漆膜，在電泳漆集中堆積處形成孔洞。其主要化學反應如下：

陽極反應：

陰極反應：

4 解決方案

4.1 應急措施

除去鈉、鉀、磷等離子，可采用廢棄UF過濾液或電泳槽液的辦法，但鐵離子只能通過更換部分槽液的辦法除去。集中更換大量電泳槽液需要對新配置的槽液進行充分熟化后才能投入生產(chǎn)，耗時長、操作復雜、成本高。而排超濾液操作相對簡單、成本低，且對生產(chǎn)節(jié)拍影響較小。該公司電泳槽體容量為340噸，UF1和UF2均為300噸，共計940噸，根據(jù)實驗結果，綜合考慮效果、速度、成本、生產(chǎn)節(jié)拍等因素，決定直排UF2整槽300噸。UF2排槽、清洗后，將UF1整槽導入UF2，UF1清洗后補入純水300噸、溶劑3噸。重

新開線生產(chǎn)后，現(xiàn)場跟蹤發(fā)現(xiàn)車身電泳漆集中堆積附著現(xiàn)象消失，除鐵離子外，槽液中雜質離子含量均已在正常工藝標準范圍內。

4.2 日常預防措施

為有效控制電泳槽液中雜質離子含量，維護槽液穩(wěn)定，后續(xù)將加強過程監(jiān)測與管控，具體措施如下：

（1）檢查車身矩管、艙體等易兜液部位的排液情況，一旦發(fā)現(xiàn)排液不良現(xiàn)象，立即整改;

（2）在電泳槽及電泳前水洗槽過濾系統(tǒng)內加裝磁棒，定期清理，以減少鐵屑的積累;

（3）每日檢查陽極管運行情況，發(fā)現(xiàn)陽極膜破損及時修復;

（3）定時對電泳線各槽液參數(shù)進行化驗，槽液參數(shù)接近限值時及時安排倒槽;

（4）定期檢測電泳槽液中雜質離子含量[1]，并根據(jù)檢測結果制定超濾排放計劃。

5 總結

從車身產(chǎn)生電泳漆集中堆積缺陷到完全解決歷經(jīng)了數(shù)月，現(xiàn)電泳出來的車身已無電泳漆集中堆積現(xiàn)象，電泳槽液中雜質離子的含量也降至可控范圍內。在解決車身電泳漆膜缺陷后，要形成組織記憶力，舉一反三，爭取做到從源頭預防、控制，加強白車身電泳開孔、除油、除銹等過程管控，以減少電泳槽液中雜質離子、油污等異物的帶入量。

參考文獻

[1] 王錫春.汽車涂裝工藝技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005：66-66.