電泳過程中幹涉現象的發生機理（lǐ）與解決方案（àn）

現就（jiù）曾經發生幹涉現象的一個典型案例進行介紹與解析。問題發（fā）生的（de）生產線（xiàn）屬於連續通過（guò）式生產線，電泳槽體積120 m3，入槽角度35°，節距5.6 m，節（jiē）拍28 JPH，原本生產線專門（mén）生產（chǎn）麵包車，使用材質為普通冷軋鋼板（bǎn），由於產量不足，根據公司戰略導入A型轎車進行混線生產。A型車是微型轎車，車長（zhǎng）3.2 m，B型車（chē）是箱式麵包車，車長3.5 m。在生（shēng）產過程中發現，在（zài）A型車的機蓋前緣10 cm的範圍內烘幹後（hòu）出現直（zhí）徑為0.3 ~ 0.8 mm、密度不超過50個/100 cm2的凹陷，用（yòng）30 ~ 40倍光學放大鏡顯微觀察為輕微不露（lù）底、分布均（jun1）勻的孔，發生概率在15%左右，中塗前需（xū）要進行人工打磨（mó）至局（jú）部露底，這樣會增（zēng）加人工成本（běn），局部防腐蝕（shí）能力下降。

2　原（yuán）因分析（xī）

　　A型車的試生產階段（duàn）由於投入車（chē）輛較少，隻進行了兩次單獨過車以及3台連續過車，以便確認單車膜厚分布以及最高膜厚的變化，因此在新（xīn）車型導入階段未（wèi）見異常。B型車順利（lì）進入爬產階段，在爬產初期，由於A型車的電泳前維護工作較多，很難形成A、B型車的混線連續生產，乃至在A型（xíng）車的機蓋前緣發現針孔不良時，被當作局部的汙染物造成的（de）縮孔進行分析與處置。後來隨B+A的混線連續過車模式逐漸（jiàn）增多，A型車在相同部位反複出現縮孔，在電泳槽液中未發現油汙染跡象，且B型車和A型車的其他部位未見類似縮孔的發生，所以才將問題與幹涉現象聯係在一起。通過分析認定：由於前（qián）方B型車打開的後蓋與A型車進（jìn）入電泳槽的（de）時候機蓋前緣距離過近（軌跡測量最近距離為600 mm），導（dǎo）致了幹（gàn）涉現象的發生，造成氧氣縮孔。發生在A型車開始進入（rù）電泳槽但是還沒到（dào）達一段電壓接電的時間段，此時前方的B型車已經進入電泳的第二段高壓段（duàn），處於接電狀（zhuàng）態，前車有（yǒu）空位、A+B、A+A、B+B的組合不會（huì）發生幹涉現象，僅是B+A的組合中間沒有空位（wèi）的（de）情況發生幹涉現象。

　　氧氣縮孔表現為：在問題區域內（nèi）分布均勻，不會出現突沸油（yóu）縮（suō）孔那樣縮孔大小不一、分布不均的現（xiàn）象，也不會像氫氣爆孔那樣尖銳露底，位置集中，從形（xíng）狀上容易（yì）跟急升溫爆孔混淆（xiáo），但爆發的部位有一定差異。

　　在（zài）生產線（xiàn）上對幹涉部位以及非幹涉部位進行電壓隨線測量，通過對測量曲線的解析，也發（fā）現在發生（shēng）幹涉的機蓋前（qián）緣產（chǎn）生比較大的負電壓，提示該部位有陽極的水解反應發生。

3　發生機理（lǐ）

　　陰極電泳的工作原理為：被塗物印加陰極電（diàn）源，通電後整個電泳塗裝過程伴隨著電泳、電解（jiě）、電沉積、電滲（shèn）4種物理化學反應而在被塗物（wù）表麵形成漆膜[1]。其中水的電解反應在陰極生成堿性的OH-及H2，陽極則生成酸（suān）性的H+及O2。在產生幹涉現（xiàn）象的（de）過程中，剛剛進入（rù）槽（cáo）體又沒有（yǒu）印（yìn）加陰極電（diàn）源的車體如果距離前車過近，就會產生分（fèn）極現象，導電（diàn）體靠近陰極的部位成為陽極，遠離陰極的位置成為陽極，導電體內產生電子的流動，陰陽兩極（jí）發生水（shuǐ）的（de）電解反應（yīng）。由於液體在陽極附（fù）近產生的壓力，釋放出來的O2需要積聚到一定的（de）體積才能產生足夠的浮力（lì）脫離金屬表麵，因此在車身印加陰極電壓的時候，因電沉積（jī）產生的漆膜會將沒有來得（dé）及逃（táo）逸的O2泡限製在漆膜底部。烘烤過（guò）程中，由於O2的氣泡過（guò）大，電泳塗料（liào）來不及通過流平填補氣體擠出後留下的凹陷（xiàn），故而形成分布均勻、大小相近的凹陷，也（yě）稱（chēng）為氧（yǎng）氣針孔。而分極後的陰極因為H2被漆（qī）膜（mó）分割成不能（néng）聚（jù）集的單元，故而（ér）不（bú）會形成大的氣泡以及凹陷。

　　連（lián）續式電（diàn）泳生產線在設計之初會根據被塗物的最大尺（chǐ）寸以及行走鏈條的節距長度設計（jì）掛距，一般（bān）確（què）保被塗物的（de）間距在1 000 mm以（yǐ）上。但是在電泳入槽階段，工件前後距離由於入槽角度變化（huà）而造成間距（jù）縮（suō）短；另外，由於新的被塗物在導入過（guò）程（chéng）中被塗物尺寸超出原設計的最大尺寸，或者被塗物尺寸沒有超（chāo）標，但（dàn）是由於支撐（chēng）點（diǎn）的位置造成被塗物前（qián）突或後（hòu）伸，在與其他被塗物混線生（shēng）產過程中（zhōng），也會（huì）出（chū）現被塗物間距變小的（de）現象。在步進式（shì）生產線上，幹涉現象的發生多是由於接觸不良造（zào）成的，具體過程（chéng）就是在電泳過程中，由於掛（guà）具（jù）的若幹掛點絕緣會發生塗裝不良，絕緣狀態持續到電泳過程結束看到的（de）現象就是絕緣掛點（diǎn）的工件未形成電泳漆膜，如果絕緣掛點中途通電（diàn）電（diàn）泳，則（zé）大（dà）概率發生幹涉現象。

　　在整車生產線，幹涉現象一般（bān）發生在連（lián）續過車的後車前機蓋以及防撞梁上；在部品生產線一般發（fā）生在同一掛具平行垂直放置的（de）工件上，伴隨著接觸不良、中間突然加電的情況，會在問題工件上出現氧氣針（zhēn）孔。

4　實驗室再現

　　試驗設計如下：並排（pái）3塊板子，彼此絕緣，通過導線連接，其中一條設置開關，如圖1所示。電泳開始時其中兩條正（zhèng）常接續，中途啟（qǐ）動開關，啟動第三條連線（xiàn），三（sān）者同（tóng）時結束電泳，分別清洗，觀察（chá）烘（hōng）烤後（hòu）板麵情況。

　　實驗室再現的中間電泳板板麵其（qí）中一麵是正常電泳，顯示為（wéi）陰極，另外一（yī）麵會出現凹陷，嚴重（chóng）情況下會產生露底現象，如圖2所示。以（yǐ）上結果驗證了幹（gàn）涉（shè）現象原理。

5　解決措施

5.1　臨時措施

　　通過前期論證，車間采取避免（miǎn）產生B+A組合的上件安排，一旦發現這種組合，則（zé）通過在前處理工序B型車後增加空位的方（fāng）式作為臨時處置方案。

5.2　長期措施

　　B型車（chē）大角度打開的後門蓋由（yóu）於試線期間在局部有氣囊（náng）產生（shēng），通過變換開啟角度作為氣（qì）囊的解決對策，由於與A型車混線生產，維持原有的後門開啟角度就會導致B+A的組合在A型車機蓋前緣產生氧氣針孔，通過與生產技術部門協調，後（hòu）背門先不進行與車身的正常軸（zhóu）連接，通過治具懸掛（guà）在（zài）後門（mén）位置，但是降低整體（tǐ）的高度，在保證氣囊不出現的（de）基礎上使電泳入槽時B型車與A型車機蓋（gài）前緣的（de）距（jù）離保持在1 000 mm左右，電泳烘幹後在打膠線進行（háng）恢複連接的工序，工藝改善後氧（yǎng）氣針孔消失。

6　拓展

　　電泳產生幹涉現象的（de）部位，首先受到（dào）影響的是（shì）基（jī）材的防腐能力，其次也會影響（xiǎng）電泳（yǒng）外（wài）觀乃至（zhì）上層（céng）漆膜的（de）外觀，因此必須消除幹涉（shè）現象（xiàng）。通過以上典型案（àn）例的分析解決，幹涉現象解（jiě）決措施有（yǒu）以下幾個方麵：

　　1）通過設備的調整消除幹（gàn）涉現象。入（rù）槽側陽極加裝控製電流單向流動的二極管；切斷入（rù）槽側前端的部分陽極導線，減少分極過程中陽極對車身的影響；延長工件發生幹涉相關工件之間的距離或加大節距。

　　2）通過工藝變更消除幹涉現象。通過不同車型的安排避免間距過近的組合出現（xiàn）；降低一段電壓避免水解反應的（de）劇烈發（fā）生。

　　3）通過塗料調整（zhěng）消除幹涉現象。通過排放超濾液降低槽液MEQA的數值以期減少（shǎo）遊離酸的濃度；降低槽液固體含（hán）量以期降低槽液電（diàn）導。

　　4）通過被塗物基材調（diào）整（zhěng）消除幹涉現象。更換問題（tí）部位材質，減少水解反應的發生，一般指鍍鋅鋼板質量的調整。

7　結語

　　電泳塗裝（zhuāng）過程中的幹（gàn）涉現象很容易與其（qí）他問題混淆，需（xū）要辯證地分（fèn）析，並進行再現試驗確認，這樣才能對症下藥，及時解決問題，提高生產線的（de）生產（chǎn）效率。