汽车涂装电泳花纹问题的分析和解决

摘要：汽车涂装电泳漆膜受工艺参数、设备、材料影响，电泳成膜过程复杂，一项缺陷问题的排查往往经过较多的试验，通过一次电泳漆膜出现的花纹问题的排查思路，找出问题点并进行工艺管理的完善，杜绝问题的再次发生。
关键词：电泳花纹；喷淋压力；工艺参数

0 引言
电泳工艺为汽车涂装环节中比较重要的一项，电泳漆膜质量的好坏直接关系到车身漆膜的整体耐腐蚀性、外观鲜映性及使用寿命。电泳的成膜反应过程为电泳、电沉积、电解和电渗，为多种化学反应的组合，任何参数的变化都影响反应的正常进行，造成一定的漆膜缺陷，且电泳质量问题的产生无法通过肉眼直接查找原因，需要通过一定的模拟试验才能找出根源所在，因此，在如何做好工艺保证能力的同时也要提高对缺陷问题排查的效率，减少损失。

1 电泳花纹问题的出现
在微型电动车涂装线上巡检过程中发现，电泳漆膜不完全平滑，部分位置如同用水洒过后流过的痕迹，且痕迹交叉出现，类似花纹一般，电泳花纹主要出现在水平面，垂直面没有。但同样水平面，却在车身后备箱部位漆膜外观却是正常的。（后备箱在进入浸槽时，会上下浮动。

2 问题的排查及解决过程
车身电泳工艺流程：白车身下线→手工预清理→热水洗→预脱脂→脱脂→水洗1→水洗2→表调→磷化处理→水洗3→水洗4→纯水洗1→阴极电泳→电泳出槽喷淋→UF1水洗→UF2水洗→纯水洗2。
2.1 排查前处理磷化工艺处理及后水洗是否正常
车间从导致电泳花纹前的各个重要工序进行考察验证，首先考虑在磷化处理过程中及后水洗是否正常，在涂装前处理工艺过程中，磷化为关键工序，其作用主要为：

1）形成抛锚效应，提高电泳漆膜附着力；
2）使金属表面由良导体变为不良导体，组织微电池形成，提高耐腐蚀性；
3）提高表面装饰性。
磷化反应较为复杂，受到总酸、游离酸、酸比、促进剂等多方面影响，其参数控制及设备点检也较为严格，在磷化工位通过查看点检记录及化验记录，均在工艺要求之内。出现问题的风险点在于：水洗3和水洗4槽液喷淋压力较小或槽液老化，磷化残液未及时冲洗或冲洗不彻底，在水平面二次成膜，形成缺陷。
试验过程和结论：在生产线正常生产期间，在纯水洗2工位通过高压水枪使用新鲜纯水对机罩和顶棚加强冲洗，验证1 ~ 10台车，车身仍然出现电泳花纹现象。
2.2 排查脱脂液是否残留，水洗是否彻底
脱脂的主要目的是清除白皮车身上的油污，其中包含拉延用油、防锈油、冷却油等，脱脂剂由碱性物质及表面活性剂等组成。脱脂效果的好坏对后工序会产生较大的影响，若脱脂效果差，车身表面油污会污染到下工序槽液，同时会造成电泳缩孔。因脱脂剂主要为碱性成分，会与后工序的磷化、电泳等弱酸性槽液产生反应，因此脱脂后也必须经过严格的水洗才能流转到下道工序，以防止串槽情况的产生。

试验过程：一方面从预脱脂工艺处理完成之后脱脂工艺完成之前对车身顶棚和机盖进行新鲜高压水二次冲洗，后续车身再按照正常工艺流程流转，观察电泳花纹情况。另一方面再分别从预脱脂和脱脂工艺处理完成后进行高压水冲洗，车身再按照正常工艺流程流转。

结论：通过2次试验，电泳后未完全改善，仍出现花纹现象。

2.3 排查脱脂槽液是否由于老化而影响电泳

试验过程和结论：车间通过查看脱脂槽倒槽记录，记录显示上次倒槽时间在1个月之前（工艺要求倒槽时间在2个月），车间为排除脱脂槽液老化，利用周末时间将脱脂槽进行沉淀，将下层槽液全部放掉，重新补充新槽液到规定液位，并将槽液点数调整到工艺要求范围，在正常生产期间，验证车身电泳后效果，发现电泳花纹现象有所改善，但并未完全消失。

2.4 对前处理脱脂及磷化工艺参数进行优化，确保在工艺范围最佳值进行验证

试验过程和结论：通过查看工艺文件关于前处理脱脂、表调及磷化等工艺参数要求的范围，车间进一步通过化验室对各项参数进行确认，通过确认表的方式调整到最佳值，调整后车身按照正常工艺流程进行电泳，缺陷未完全消失，电泳花纹仍然出现。

2.5 对电泳槽液参数进行逐项确认并调整至最佳值

将电泳各项工艺要求及化验参数进行逐项确认并对参数异常点进行调整。

验证结论：在确认电泳工艺参数为最佳值后，对当班生产车辆进行跟踪后发现电泳花纹问题仍然存在。

2.6 电泳槽辅助设备参数（槽内喷淋及出槽喷淋压力）是否正常

验证过程：电泳槽液与其他槽液的不同点在于槽液需要24 h不间断运行，以防止颜料沉淀而造成电泳漆失效，按照工艺要求，一般槽液内底部的槽液循环速率为0.4 m/s，上部为0.3 m/s。在车身正常电泳及出槽喷淋过程中，出槽喷淋压力为0.12 MPa，满足工艺要求的0.10 ~ 0.15 MPa，然而由于电泳槽液循环速率无法通过仪器测量，尤其是底部，且槽液底部喷淋运行是否正常无法进行检测。因此无法直接判断是否对电泳花纹问题存在影响。车间为验证是否是电泳循环导致的电泳花纹问题，在高温假期间对电泳槽倒槽，并对循环管路、阳极管夹缝等附带漆渣进行彻底清理，并同时检查了循环喷嘴，对损坏喷嘴进行了更换。

具体倒槽工艺为：

1）提前准备倒槽用工具、职工劳保用品以及涉及到设备备件（含喷嘴、阳极管等）。
2）准备好高压清洗喷枪，水源从水洗1连接，倒槽后对阳极系统进行喷淋，保持湿润状态。
3）对纯水2槽进行彻底清理，将电泳槽液倒槽所经过的管路冲洗干净，保证槽液不被污染。
4）开始倒槽后将阳极系统保持循环状态，查看阳极管是否存在漏液现象，对漏液阳极管进行更换。
5）对管壁、夹缝等部位进行清洗，更换损坏喷嘴，检查固定支架等，并做好相应记录，然后对整个超滤系统进行清洗置换，清洗完毕后用纯水保养。
6）在完成槽内循环管路、喷淋阀门的更换以及阳极管管路夹缝等漆渣的清理之后，将槽内注满1/3纯水，并同时将底部喷嘴连接的管路加装了压力表，用以验证下部循环效果及喷淋压力。将底部喷淋压力确认在0.15 MPa（工艺要求上限）后对喷嘴方向进行调整，使整个槽液循环既保证了循环速率又保持了环形的循环路线，底部循环方向与车身行走方向相反，侧部循环方向与车身行走方向相同。

结论：通过此次调整，车间继续跟踪倒槽之后车身生产情况，电泳后花纹现象全部消除。

3 结语

电泳工艺是一个复杂的处理工艺，相应的工艺参数及设备运行都会影响漆膜的外观质量，某些异常点无法全部通过参数直接反应出来。前处理表面状态也同时影响车身表面电泳漆膜的沉积，对电泳缺陷的排查需要从前处理逐项排除，且有时电泳槽液的变化也是时间积累的过程，因此需要对相关的辅助设备、槽液参数做好日常的跟踪并记录漆膜的变化趋势，即使平时不易察觉的辅助设备，在槽液的长期运行过程中仍然处于非常重要的控制点上，一旦发现异常，可第一时间进行排查。

对辅助设备的运行情况往往缺少工艺参数的管控，电泳质量的控制需要日常的评审和检查，包括夹缝、内腔等部位，此次排查质量问题形成原因也说明了电泳反应过程的影响因素是多方面的，给涂装工艺人员日常检查一个很好的提示。