压合边电泳流痕产生原因及治理

0 引言 在汽车电泳过程中,电泳流痕是常见缺陷之一。打磨流痕造成磨料增加,产生的粉尘造成二次污染,使油漆表面产生颗粒等缺陷,更为严重的是打磨导致电泳漆膜、磷化层甚至镀锌层受损,使防…

0 引言
在汽车电泳过程中,电泳流痕是常见缺陷之一。打磨流痕造成磨料增加,产生的粉尘造成二次污染,使油漆表面产生颗粒等缺陷,更为严重的是打磨导致电泳漆膜、磷化层甚至镀锌层受损,使防腐性能下降。本文通过对现场流痕治理工作进行总结,结合现场实际改善案例,提出一种低成本的能从根源上解决电泳流痕的方法。

1 压合边流痕简介
1 . 1 压合边流痕定义
压合边流痕指电泳漆膜加热固化过程中,在折边缝隙处残留的含有一定固体分的电泳液膨胀固化,在四门两盖压合边缝隙处形成坚硬的固体残留物(见图1),严重时从缝隙处流淌,滴落在其他外观区域,破坏漆膜外观。
压合边电泳流痕
1 . 2 产生部位
压合边流痕产生在前后车门、发动机罩、行李箱盖等总成四周具有折边工艺的区域。折边指外板折边1 8 0 ° 包住内板,通过压机或辊轮将内外板压紧。在内外板搭接缝隙处容易产生流痕。
1 . 3 流痕弊病
电泳后需要对四门两盖压合边缝隙进行P V C 密封,而此部位产生的流痕凸起会造成密封不严或外观不良的问题。因此,一般在P V C 密封前设置流痕打磨工位,将压合边流痕处理干净。
归纳起来,电泳流痕的处理会带来以下几方面的弊病:1)打磨工时增加,严重时造成停台,影响产量;2)压合边区域防腐性能降低;3)打磨材料增加,工具消耗增加,动能(压缩空气)消耗增加;4)车间洁净度降低,打磨产生粉尘量增加;5)操作者劳动强度增加,部分区域打磨困难,需要仰头操作,甚至背对车身行进方向打磨。

2 流痕原因分析
2 . 1 折边胶影响
折边胶是指为了防锈而在四门两盖翻边压合区域使用的黏合胶。当折边胶有断胶、漏涂、涂胶轨迹离折边R 角太远等情况时,均会造成折边处内外板之间产生空腔积液,电泳烘干过程积液受热膨胀,在折边处产生流痕。
2 . 1 . 1 折边胶断胶
在发送机罩等弧形部位涂胶时,容易发生断胶。某车型涂胶为机器人自动涂胶,在生产准备阶段,折边区域发生严重流痕,将压合边内外板进行拆解分析,发现涂胶轨迹存在问题,造成批量断胶(见图2)。将涂胶轨迹优化后,流痕消除。
某车型调试阶段发送机盖折边胶状态
由于折边胶涂抹在折边内外板之间,起到填充密封作用,达到防锈效果。当轨迹中存在断胶点时,在内外板之间产生较大间隙通道,在电泳烘干过程中,内外板之间的积液(见图3 中I 区域)沿着断胶点经间隙通道(见图3 中O 区域)向外膨胀流出,在折边处产生流痕。
折边胶断胶产生流痕示意
2 . 1 . 2 折边胶漏涂
折边胶漏涂一般发生在手工涂胶工位,工作人员发生变更或者操作者标准作业执行不到位,会产生折边胶漏涂,产生流痕机理同断胶类似。
2 . 1 . 3 折边胶距R 角距离太远
当折边胶距离折边R 角距离过大时,压合后折边胶无法将折边内空腔填满,空腔体积较大,积液较多,会产生流痕。
2 . 2 折边压合间隙影响
折边压合间隙指四门两盖压合后,内板与外板之间的间隙(见图4)。压合间隙测量方法一般有游标卡尺法、塞尺法等。用游标卡尺测量折边总厚度后,减去3 层板(外板× 2 + 内板)厚度和压合胶厚度后即为压合间隙厚度。但一般折边区域存在一定弧度,使用游标卡尺检测时卡的位置不同结果差异很大,所以此种方法误差较大,一般使用塞尺法检测结果比较准确。
折边间隙示意
2 . 2 . 1 产生过程
压合过程内外板不可能完全贴合,内外板之间存在间隙,电泳后间隙处产生积液,在烘干过程中膨胀固化,产生流痕(见图5)。
压合间隙产生流痕示意
为了消除折边积液,电泳后采取延长沥水时间的方式,观察是否能减少积液。在每天生产结束后,将最后5 台车沥水时间延长1 0 m i n ,流痕基本无改善。这是由于折边区域压合间隙一般在0 . 1 0 ~ 0 . 2 0 m m ,在毛细作用下,水无法靠重力沥出,即使延长沥水时间也基本没有效果。因此,折边间隙积液是流痕产生的根源。
2 . 2 . 2 试验验证
为了验证上述流痕产生过程,将某车型流痕部位和无流痕部位折边分别进行拆解,观察内外板贴合部位状态。如果流痕是由折边处积液受热膨胀向外流出产生的,则流痕部位内外板贴合部位应该有电泳漆流淌的痕迹,显示为电泳漆颜色;相反,无流痕部位内外板贴合处应该没有电泳漆流淌的痕迹,即显示钣金的颜色。以某车型行李箱盖为例进行试验,结果与上述猜想一致,即流痕部位内外板搭接处有电泳漆,无流痕部位内外板无电泳漆,为钣金颜色(见图6)。
有无流痕部位内外板搭接处状态对比
2 . 2 . 3 试验结论
上述结果说明:内外板在压合过程中,压合间隙过大,电泳过程中折边内积存电泳液是产生流痕的主要原因。

3 流痕解决措施
上述排查显示,折边区域流痕产生的原因为:1)折边胶断胶、漏涂、涂抹位置距离R 角过远等因素导致的内外板存在间隙通道;2)折边区域内外板压合间隙过大,导致包边内积液。针对这两个原因分别制定了改善措施。
3 . 1 针对折边胶断胶
折边胶断胶,涂抹位置距离R 角过远,一般发生在生产准备期间。在调试初期,涂胶程序点设置不合理、手工操作不熟练等因素导致涂胶不良。虽然工艺人员对涂胶效果可进行目视化检查,但由于涂胶后还要进行包边压合,压合挤压后胶的状态发生变化且无法目视化,点检比较困难,一旦出现问题很难发现,只能通过烘干后全破坏试验进行检查。
因此,调试初期要提高涂胶后全破坏试验的频次,对涂胶状态进行及时跟踪优化,避免压合后出现批量问题。
3 . 2 针对压合边积液
针对压合边积液,可以从两方面进行改善:1)电泳后烘干前将积液清除,比如利用压缩空气吹扫,预烘干等措施;2)减小压合间隙,减小折边内空腔体积,防止折边内积液。
3 . 2 . 1 电泳后压缩空气吹扫
在烘干前增加压缩空气吹扫工位,利用尖喷嘴正对折边区域,沿缝隙将内部积液吹出。
以某车型行李箱盖改善为例,通过压缩空气吹扫后,行李箱盖折边处流痕长度由8 0 c m 降低至约4 c m(见表1),效果非常明显。
压缩空气吹扫试验结果
利用压缩空气吹扫对减轻流痕效果非常明显,但此措施也有一定的局限性。由于电泳后至烘干前为封闭实体,内部高温高湿且含有较多有机溶剂,不适合直接设置手工操作工位,需要进行相关送排风改造。
3 . 2 . 2 减小压合间隙
压合间隙过大导致折边内积液是流痕产生的根本原因,那么通过调整压合轨迹及压合力,使压合间隙减小,使折边处内外板尽量贴合,理论上可以从根本上消除电泳流痕。
为了记录压合间隙减小过程中流痕状态的变化,电泳前在行李箱盖流痕部位每1 0 c m 设置一个检测点,利用塞尺分别检测折边间隙调整前后每点的间隙值,并记录结果(见表2);电泳后分别记录每点的流痕状态,并记录结果。
压合调整前后折边间隙变化
改善前,某车型流痕部位压合间隙值基本在0 . 0 9~ 0 . 1 5 m m 之间,流痕长度为8 0 c m 。当压合间隙逐步降低至0 . 0 6 m m 以下时,流痕长度由原来的8 0 c m 减少至2 . 4 c m(见图7),存在流痕的部位为行李箱盖流液孔附近,不可避免,因此由折边积液产生的流痕现象基本消失。
压合间隙改善后流痕状态
将压合间隙降低至0 . 0 6 m m 以下后,流痕部位由原来的线打磨变为点打磨,打磨工时降低1 5 s 以上,工人的劳动强度也大大降低。
3 . 3 其他解决措施
除以上2 种解决措施外,也可以从电泳工艺、设备、材料方面进行流痕改善。常用的解决方法如下:
1)降低电泳超滤固体分含量;
2)提高电泳纯水洗更新频次及喷淋压力;
3)增加电泳后前倾及后倾沥水时间;
4)烘干前增加预烘干;
5)优化炉温曲线,降低升温速率;
6)个别部位可以制作接漆盘夹具,防止滴落。
以上措施可以在一定程度上减少流痕,但很难从根本上消除流痕,且受生产线现有工艺布局及投资成本的影响,应用过程均具有一定的局限性。
综上所述,将压合间隙控制在0 . 0 6 m m 以下(见图8)是最有效且成本最低的,不需要额外投资,可以从根本上解决电泳压合边流痕问题。
压合间隙控制标准
4 结语
电泳漆膜是车身防腐的主要涂层,处理折边电泳流痕不仅造成了材料、能源、人工成本的增加,而且严重降低了电泳漆膜的防腐能力。治理折边电泳流痕应该在生产准备初期严格控制压合边间隙,从源头上避免电泳流痕的发生,避免后期依靠工艺及材料调整带来的巨大成本投入和能源浪费.

为您推荐

返回顶部