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浅谈阴极电泳涂料二次流痕解决思路
边春利1，马秀峰2
(1.北京汽车集团有限公司，北京 101300；2.北京汽车研究总院有限公司，北京 101300)
0 前 言
汽车涂装车身电泳的工艺流程一般为：电泳─UF喷洗─UF循环喷洗─UF浸洗─新鲜UF喷洗─循环DI水浸洗─新鲜DI水喷洗─沥水─烘烤。其中，UF即用半透膜强制过滤槽液(Ultra Filtration)。从UF装置中析出的透明液是UF液，UF液的主要成分是水，另外还有水溶性溶剂、水溶性低分子树脂、中和剂、Na、Pb等离子。DI即去离子水(Deionized Water)，是利用RO反渗透＋混床原理除去水中99%以上的杂质和各种阴、阳离子，使水质达到一定的纯度。
电泳涂膜二次流痕是生产中常见的涂膜弊病之一，其现象为通常电泳涂膜烘干过程中发生于车身的钣金搭接夹缝结构处，在电泳、后冲洗、沥水进入烤房前湿电泳涂膜表面正常，但经烘烤后流出形成流痕并污染在车身外观面时(见图1)，之所以称其为二次流痕，其特点是一旦发生，频次就很高接近100%。当二次流痕出现在总装后的外露面时，就会影响下道工序中涂涂层的成膜质量，为了消除其不良影响，一般会对电泳涂层缺陷进行打磨处理。但打磨工序需要花费大量的人力、物力，影响生产节拍和车间洁净度，增加砂纸等辅料成本，而且经过打磨部位的电泳涂层变薄破坏了电泳涂层的完整性，降低涂层的防腐性能。
电泳涂膜二次流痕是生产中常见的涂膜弊病之一，其现象为通常电泳涂膜烘干过程中发生于车身的钣金搭接夹缝结构处，在电泳、后冲洗、沥水进入烤房前湿电泳涂膜表面正常，但经烘烤后流出形成流痕并污染在车身外观面时(见图1)，之所以称其为二次流痕，其特点是一旦发生，频次就很高接近100%。当二次流痕出现在总装后的外露面时，就会影响下道工序中涂涂层的成膜质量，为了消除其不良影响，一般会对电泳涂层缺陷进行打磨处理。但打磨工序需要花费大量的人力、物力，影响生产节拍和车间洁净度，增加砂纸等辅料成本，而且经过打磨部位的电泳涂层变薄破坏了电泳涂层的完整性，降低涂层的防腐性能。
1 电泳二次流痕的发生机理
电泳及后冲洗过程中，在车身的一些钣金搭接夹缝结构处，当钣金的间隙处于一定范围时，由于电泳液的表面张力产生的毛细作用，使沥液效果不佳，致使部分电泳涂料能够克服重力留存于钣金搭接的缝隙中，当进入烤房随着车体温度的上升，缝隙中的电泳涂料的温度也随之上升，由于电泳涂料的表面张力随温度的上升而降低，当表面张力不能克服重力时就会流出(当急剧升温时致使缝隙中的电泳涂料沸腾而挤出)，流或滴于车身外表面，随着温度的继续升高，同电泳涂膜一起交联固化最终形成二次流痕(见图2、图3)。
2 常见原因及解决办法
2.1 车身结构
车身钣金搭接结构的缝隙大小处设计不合理，造成缝隙处电泳漆液积留。在车身设计阶段同时进行涂装工艺同步分析(SE)，对于存在缝隙不合理的部位提出工艺设变，车身设计阶段就消除因钣金搭接的缝隙大小及结构的不合理而造成的电泳二次流痕隐患。
应考虑车身结构及四门、发动机盖、行李箱盖等开闭件处，于水平位置的最低点设计排水孔，保证车身在进入烤房前的沥水区将内部的电泳漆液排出，否则留存在腔体内会从包边处流出。
钣金搭接的缝隙要有足够的空间避免电泳漆液因产生毛细作用而不能及时排出，否则就要在焊装车间设计涂点焊密封胶、折边胶等(如图4)，同时确定合理的包边宽度、包边强度及涂胶方式、涂胶位置和涂胶量将缝隙彻底封闭，使电泳漆液不能进入，避免形成二次流痕。胶的位置和涂胶量必须保证包边时不会使胶条外溢，同时也要保证电泳液体不会进入，在内板要翻边部分的内角处，适当加大涂胶量以填满翻边的内角。
用焊装胶对电泳漆液引流确保其顺利排出，在保证涂胶功能不受影响的前提下，取消一些影响电泳液体流出位置的涂胶，使电泳液体有足够的流出空间(如图5)。在一些位置增加涂胶将电泳液体导引流到不可见的区域(如图6)。
2.2 工艺设计
电泳后清洗工艺选择不当、水洗不良、进入烘干时升温过急等工艺设计问题可导致二次流痕问题的产生。而当产品结构不能随涂装的工艺而改变时，亦可采用合理的工艺来弥补产品设计的不足。思路是即使电泳漆液已经进入缝隙中，可采用合理的工艺处理来使缝隙中电泳漆液在进入后烤房前流出，或采用充分稀释而降低其固体分含量的方式来解决二次流痕问题。
车身电泳后清洗工艺，采用喷浸结合方式，最后一道清洗设置为浸洗槽，以提高车身内表面和焊缝的清洗质量，降低二次流痕发生的几率。
设置沥水区并保证足够的沥水时间，采用驼峰倒水或设置倒水辊床强化沥水效果，以保证积液能够在进烘炉之前完全排出。
针对产生二次留痕的缝隙部位，在进入烤房前设置风淋装置，采用人工或固定的吹扫装置用压缩空气吹水作业，可加快缝隙中残液的流出，减少二次流痕。
在烘烤工艺设计时，烘干前增设预加热风淋工序(60～100 ℃，5～10 min)，确保车身进烘干室有充分预烘过程，使残留在焊缝中的电泳液在预加热风淋段得到有效地清除，以免因直接进入烤房升温过急使电泳液沸腾流出，降低电泳二次流痕的发生率。
2.3 工艺控制
后清洗质量与清洗次数、清洗液的压力和流量、喷嘴的状态和清洗液的清洁度等有关，工艺参数应调整到最佳状态。
电泳槽液及UF液固体分高，导致缝隙处积的电泳液在经历UF及纯水洗后不能被有效稀释，UF洗效果不佳的缝隙处的漆液固体分仍然较高，烘烤后形成流痕。适当降低槽液的固体分，降低UF液的固体分
及增加UF透过量，使缝隙处的积液充分稀释后即使烘烤时流出，也不能形成流痕。
调整焊装工艺参数，如中立柱处铰链的螺栓扭矩，使铰链与车体间紧密结合，使电泳液不再进入。电泳后冲洗的喷淋喷嘴角度不佳，没有针对缝隙处进行喷淋，调整UF、纯水喷淋喷嘴的压力和角度，针对产生二次留痕的缝隙部位进行喷淋冲洗，使缝隙处的电泳积液充分稀释。
根据实验室不同温度下清洗效果的对比实验，电泳后第四水洗应采用30～40 ℃的纯水，可增强清洗效果。原因是车身夹缝中的积液被加热而温度升高，其表面张力降低，毛细作用降低，更易从夹缝中
流出。满足通过性的同时适当调整开闭件夹具，改变车身某些部位的角度，使从排液孔流出的电泳涂料积液流到地面。当角度无法调整时可设计专用导流工装将流出的电泳涂料积液引流到地面或车身总装后的非外露面。
3 结 语
电泳二次流痕不仅需要人工打磨进行处理，而且还会带来颗粒(打磨灰)二次污染。电泳涂膜是车身防腐的主要涂层，打磨后的电泳涂膜的耐腐蚀性能降低，因此在生产中一定要杜绝二次流痕的产生，减少打磨，从而提高涂层的质量。电泳二次流痕的解决思路要通过SE分析使车身的结构更合理而不产生电泳涂料积液，其次是通过合理的工艺设计及工艺控制，使车身缝隙中的电泳涂料积液在进入烤房前使电泳液流出、挥发、充分稀释，最后对于烘烤前仍不能清除的电泳涂料积液，应引导其流到车身以外或不重要部位。
