电泳漆包的改善与预防

社会发展日新月异，汽车产销量与日俱增，2019年中国汽车产销量达2 572.1万辆和2 576.9万辆。随着新能源汽车在国内蓬勃发展，民族自主品牌欣欣向荣，当前国内汽车行业正向着多元化、智能化、品牌化发展。汽车电泳防腐技术也随之日新月异地发展推进，从福特公司使用的一代阳极电泳漆到目前主流七代电泳漆，无论是材料还是规模上都有巨大变革。随着环保问题日益凸显，排放标准要求日趋严格，开发使用高固低溶来替代原有电泳漆成为市场大势所趋。高固含电泳漆可有效改善排放污染问题及电泳车身缩孔等品质问题，提升车身防腐性能，但因本身钛白粉或高凝土含量高，易沉积形成电泳漆渣。车身在整个电泳大循环系统中运行，若表面黏附漆渣经过烘烤即会在车身表面形成漆包缺陷，此为漆包产生机理。漆包缺陷成因影响因素较多，如电泳循环大系统洁净度、生产节奏、设备匹配度等方面均有较大影响。车身漆包缺陷通常需要打磨处理，易造成电泳层变薄，影响车身整体防腐性能，当出现打磨漏底情况时必须补喷电泳修补防锈底漆。

随着人们对汽车品质及性能的需求逐步提高，广大消费者越来越关注车身防锈防腐问题。减少电泳涂层打磨量是主机厂控制车身较低涂层厚度、降低成本并满足车身性能的的必然需求，改善并预防电泳车身打磨量较大的漆包缺陷问题的重要性就不言而喻了。因此，近年来有许多学者研究电泳漆渣的改善，主要从电泳循环系统槽液参数、槽液循环状态、电泳材料成分、设备与现场匹配度等方面展开，其中湿打磨机、出槽高压喷淋在国内部分汽车生产厂家的批量化生产中已获得成功，但由于需要投入成本较高及其他方面的复杂性，在国内大部分生产线上还是很少应用。故在工业生产中成本低、操作简单、对环境要求较低的控制系统或方法倍受青睐，且具有更高的使用率。

电泳漆包缺陷在双摆杆线中十分常见，尤其是主机厂实际产能与前期规划产能差异较大，生产线经常处于无法满足单班产量甚至经常出现无产量停线待产（新能源汽车大规模增扩产能，大部分主机厂均处在产能严重不饱和状态），产能不足严重影响正产生产节奏，不连续的生产使高固含的电泳漆极易在淌水板、室体壁版、摆杆底部水平支架、喷淋管路、喷嘴等位置沉积，溶剂及水分挥发后形成漆渣。二次复线生产时淌水板、室体壁版及摆杆水平面上沉降凝结的电泳漆渣被UF液冲刷溶解掉落后随槽液循环回流至UF槽液中，各槽体无法及时循环过滤掉槽液中漆渣，形状不规则的电泳漆渣黏附在电泳车身上（主要发生在水平面），不易被浸泡冲洗掉，经过加热烘烤后漆渣边沿与漆膜融为一体，形成四周圆滑、中间凸起不规则圆弧状大块漆包。喷淋管路及喷嘴中沉积的电泳漆渣经过UF喷淋冲刷，形成粒径约为2 mm的不规则漆块黏附在车身外表面（机盖、尾盖水平居多），经过电泳烘炉高温烘烤后形成四周圆滑、中间凸起不规则圆弧状漆包。

目前，吉利汽车集团公司下属某自造基地涂装厂电泳输送方式采用经典双摆杆线，电泳材料采用国际主流油漆供应商提供的一款新型高固含的电泳漆。由于该基地目前只有一款高端车型，前期产量较低，常会出现较长时间（24 h以上）的生产间隔，因此电泳车身经常会出现电泳漆包缺陷。该基地针对电泳车身缺陷制作了单台漆包数随生产时间间隔变化的趋势图，如图1所示。它可直观表示当时间间隔超过2 d时电泳漆包数量就会急剧上升，因此在生产节奏不连续的客观情况下需要制定一些措施来改善和预防电泳漆包缺陷产生。 

1   电泳漆包的改善

电泳漆包成因机理为槽液及喷淋管路中不规则片状漆渣黏附在电泳湿膜上，经过烘烤形成外凸型漆包缺陷。解决方法有两种：1）消除漆渣产生；2）切断漆渣黏附到车身上的途径。

使用高固含低溶剂电泳漆是大势所需，该类型材料不仅有低VOC排放，同时还具有较高的防腐性能，因此不建议因有电泳漆包缺陷而降低固含量，此乃舍本逐末之举。现场技术人员可以联系油漆厂家与材料部门进行联合开发，优化改善颜料沉降问题，进而从源头改善漆渣产生，杜绝漆包缺陷产生。UF室体壁板及淌水板表面黏附的漆渣是造成电泳车身漆渣的主要因素，故要想快速有效解决电泳车身漆包缺陷需要从这两个地方着手改善。基于当前该基地涂装电泳过线生产时间短、生产间隔时间长、生产节奏跨度大这一现状，该基地制定了针对性改善计划。

电泳过线时UF1辅槽中有大量泡沫产生，UF1槽液中大量的不规则片状漆渣依托泡沫悬浮在辅槽口上方，一部分漂浮在槽液中和悬浮在槽子出口泡沫上，另一小部分随车身带出，大部分随槽液循环至过滤系统中过滤掉。针对槽液中的电泳漆渣有三个方法可以进行控制，主要是控制UF系统液滤过滤精度、更换周期、实际压差，目前该基地UF系统为提升过滤效果使用10 μm高效过滤袋，更换周期设定在2周/次，滤袋压差范围设定值为0.1 MPa。在该控制范围下能有效过滤出UF槽液中悬浮的电泳漆渣。辅槽中悬浮的电泳漆渣使用150 μm的尼龙单丝液滤袋进行人工打捞处理，打捞处理频次为2 h/次。同时关注UF2槽液表面泡沫量，泡沫量不建议超过槽液表面2/3。出槽喷淋压力控制在0.18 MPa可以在保证清洗质量的同时有效减少出口泡沫的产生。

淌水板及室体水平面积液，经水分蒸发后沉降凝结，形成不规则片状、颗粒状积漆，黏附在壁板表面，随着生产间隔时间增长，这种不规则颗粒由于水分消失逐渐由外向里干结，且不易二次溶解在槽液中。当这种颗粒外表干结后再度生产时，大量的UF液喷淋冲刷，极易松动脱落随槽液一同回流至UF槽中，黏附在车身形成漆包缺陷。针对这类原因产生的漆包缺陷主要从以下两方面改善：1）及时清理壁板及淌水板上电

泳结漆类不规则干结漆渣；2）生产过线前提前打开UF系统所有喷淋设备阀门及喷嘴。目前该基地采用两种方法结合使用，生产间隔不超过2 d回复生产提前1.5 h打开喷淋系统，有效冲洗壁板等部位电泳漆渣，利用槽液循环将之过滤出UF循环系统；当生产间隔超过2 d时需保洁人员手工清理室体及淌水板结漆并在开线前2 h打开喷淋系统。关于淌水板表面电泳漆渣的产生需要重点排查该水平面是否存在有积液现象，若存在积液现象必然会产生漆渣，需要合理开设回流口来避免该现象产生。

2   电泳漆包的预防

电泳漆包预防主要从槽液参数、设备与现场匹配度以及常规保洁维护等方面来预防电泳漆渣的产生，从源头上避免电泳漆包的产生。首先从室体项目阶段需考虑淌水板设计尺寸及沥液角度，优先考虑车身沥液时间，进而确定淌水板长度，建议将淌水板设计成3° ~ 5°斜角。其次确认设备安装水平，要求回液口开设在淌水板末端最低处，可尽量减少淌水板积液风险。

优化槽液参数，控制槽液pH及控制细菌繁殖可减少电泳漆渣产生，该基地将电泳pH控制在5.3 ~ 5.5之间，UF槽液pH控制在5.2 ~ 5.3之间，在能保证电泳反应正常成膜的前提下尽量低控pH（区别槽液老化造成的pH不可控）。该基地每周一次细菌培养，当槽液pH超过5.5后细菌培养频次会随之增加，以确保槽液无菌，同时降低因菌尸造成的结漆块。

双摆杆及电泳滑橇残余槽液凝集，液体蒸发后形成电泳漆渣，针对此类问题，需要制定保洁维护周期。建议将摆杆清理频次设定为2月/次，电泳滑橇3月/次，定期保洁可有效防止电泳漆包。双摆杆线在室体端头摆杆返回位置安装有钢刷对摆杆触点部位进行清扫处理，建议安装钢刷时触点顶部不超过钢刷长度2/3，这样既可保障清扫能力也可最大化钢刷使用寿命。

3   结语

1）改善电泳车身漆包问题重点在于控制环境洁净度，及时处理室体、淌水板等区域产生的漆渣，避免随槽液循环黏附在车身上。

2）改善电泳车身漆包缺陷应在生产间隔超过2 d时需要对室体进行保洁清扫，重点清除淌水板上漆渣。

3）电泳摆杆清理频次2月/次，电泳滑橇清理频次3月/次，可有效减少漆包产生。