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      淺談電泳生產(chǎn)過程中縮孔的原因查找及解決措施

      2022-05-10 04:55:14李黎明熊玉華查結(jié)艷合肥比亞迪汽車有限公司安徽合肥231100
      上海涂料 2022年2期
      關(guān)鍵詞:電泳漆縮孔班次

      李黎明,熊玉華,查結(jié)艷 (合肥比亞迪汽車有限公司,安徽合肥 231100)

      0 引言

      在汽車涂裝電泳過程中,縮孔是陰極電泳最為常見的漆膜缺陷之一,如果電泳漆膜出現(xiàn)縮孔缺陷,將會嚴(yán)重影響電泳漆膜的保護功能和車身油漆的后續(xù)噴涂工作。將使中涂、面漆層得不到良好的基層,降低局部位置的防腐蝕能力,影響整個油漆涂層的外觀質(zhì)量。且電泳漆膜縮孔的產(chǎn)生大都呈批量性,一般無法在短期內(nèi)找到有效的方法予以消除,因此電泳漆膜縮孔的原因查找及整治是涂裝工藝整改的普遍性難題。對于縮孔產(chǎn)生的原因,理論上普遍認為是油品污染槽液帶來的后遺癥,但至今仍有很多疑難雜癥很難及時找出根本原因。

      根據(jù)縮孔產(chǎn)生的原理,當(dāng)油品微量污染電泳槽液或漆膜時,電泳涂膜中含有局部可蒸發(fā)率較高的油污(滴),導(dǎo)致漆膜表面存在高低表面張力物質(zhì)相互交混的現(xiàn)象,這種局部的表面張力呈梯度分布是導(dǎo)致漆膜在烘干過程中出現(xiàn)局部收縮過多的根本原因。這就意味著找出漆膜中油介質(zhì)的來源就找出了縮孔產(chǎn)生的根本原因。

      某自主品牌新能源汽車涂裝車間于2018年3月投槽生產(chǎn),在2019年5月生產(chǎn)過程中,經(jīng)前處理、電泳、烘干等工序后,對電泳漆膜外觀進行檢查時,漆膜厚度為21~24 μm,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品表面存在較多的縮孔,且縮孔整體呈現(xiàn)由下向上減少的趨勢。特征主要以左后門下部最為密集,其它車型也均從下而上逐漸減少,呈零星分布??s孔直徑較?。s0.2~1 mm),呈雪花點狀,少量呈火山口狀,縮孔相對較深但不露底。事故發(fā)生后,公司立即進行了相關(guān)分析實驗,并且采取了相應(yīng)的臨時措施。此次質(zhì)量缺陷將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及交付工作,為此公司做了大量的試驗進行現(xiàn)場驗證。

      1 試驗排查

      根據(jù)縮孔產(chǎn)生的時間段,公司進行了流水線各階段的試驗排查。

      1.1 工藝參數(shù)

      根據(jù)經(jīng)驗,前處理-電泳的質(zhì)量缺陷常伴有各槽體工藝參數(shù)的不穩(wěn)定或異常現(xiàn)象,對此專門對前處理-電泳各槽體的工藝參數(shù)進行排查,得到的數(shù)據(jù)如表1和表2所示。

      表1 當(dāng)班次表面處理工藝參數(shù)(主要體現(xiàn)脫脂)Table 1 Surface treatment process parameters on duty(mainly reflecting degreasing)

      表2 當(dāng)班次電泳工藝參數(shù)Table 2 Electrophoresis process parameters on duty

      由表1、2可見,脫脂槽液參數(shù)正常,電泳各參數(shù)正常。

      1.2 設(shè)備檢驗

      前處理-電泳設(shè)備故障排查(重點為使用油介質(zhì)的部位),根據(jù)設(shè)備檢修人員的現(xiàn)場調(diào)查,所有設(shè)備正常,無跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象(表3)。

      表3 當(dāng)班次設(shè)備檢驗記錄Table 3 Inspection record of equipments on duty

      由表3可見,當(dāng)班次設(shè)備無異常。

      1.3 白車身檢驗

      對白車身及焊裝件進行表面測試及可視局部目測,與前期白件相比,油污未增多,板材質(zhì)量合格。

      取焊裝白車身單件進行實驗室內(nèi)的前處理、電泳及烘干試驗,試驗結(jié)果見表4。

      表4 白車身單件試驗記錄Table 4 Single part test record of body-in-white

      結(jié)論:經(jīng)過對白車身和焊裝件的檢查,與前期無明顯變化,與縮孔的產(chǎn)生無直接因果聯(lián)系。

      1.4 前處理的效果檢驗

      對前處理各項參數(shù)進行檢查,各項參數(shù)與之前生產(chǎn)的參數(shù)一致,且在此次質(zhì)量事故前未做其他維護性項目。將標(biāo)準(zhǔn)鐵板懸掛在白車身上進行前處理操作(水洗—脫脂—磷化—水洗),后續(xù)電泳及烘干在實驗室內(nèi)進行,試驗結(jié)果見表5。

      表5 前處理階段試驗記錄Table 5 Pre-treatment stage test records

      由表5可見,當(dāng)班次前處理生產(chǎn)流水線正常。

      結(jié)論:前處理除油效果良好,并未將油污帶入電泳槽液內(nèi),且各項指標(biāo)達標(biāo),與縮孔的產(chǎn)生無直接因果聯(lián)系。

      1.5 電泳效果的檢驗

      對電泳參數(shù)進行檢查,各項參數(shù)與之前生產(chǎn)的參數(shù)一致,且在此次質(zhì)量事故前未做其他維護性項目。用標(biāo)板在實驗室進行前處理試驗,將前處理完成件標(biāo)板隨車在電泳槽內(nèi)進行電泳,取出電泳件后在實驗室進行烘干,結(jié)果見表6。

      表6 電泳階段試驗記錄Table 6 Electrophoresis test records

      由表6可見,當(dāng)班次電泳生產(chǎn)流水線正常。

      結(jié)論:電泳效果良好,且各項指標(biāo)達標(biāo),與縮孔的產(chǎn)生無直接因果聯(lián)系。

      排除以上產(chǎn)生縮孔的階段,得出產(chǎn)生縮孔的階段在電泳濕膜成型后的過程中。

      1.6 電泳烘干過程的檢驗

      在實驗室完全穩(wěn)定的情況下制作電泳標(biāo)板7號、8號。將標(biāo)板7隨車身烘干,標(biāo)板8在實驗室干燥箱烘干。結(jié)果見表7。

      表7 電泳后階段試驗記錄Table 7 Records of post-electrophoresis tests

      由表7可見,當(dāng)班次電泳后生產(chǎn)流水線存在造成縮孔的可能性。為驗證縮孔來自電泳后的可能性,進行如下試驗:

      用A4板罩住車身左后門下邊緣部分,經(jīng)過烘干爐后檢查車身表面和A4板外表面,試驗記錄見表8。

      表8 電泳后階段縮孔確認試驗記錄Table 8 Post-electrophoresis shrinkage verification test records

      結(jié)論:縮孔產(chǎn)生階段為電泳后的烘干過程,烘干爐是車身縮孔產(chǎn)生的直接原因。

      查找烘干過程產(chǎn)生縮孔的污染源成為解決此次質(zhì)量事故的關(guān)鍵步驟。

      2 烘干過程污染源的尋查判定

      2.1 常見烘干過程縮孔產(chǎn)生原因(夾縫油)的試驗

      日常生產(chǎn)中經(jīng)驗總結(jié):烘干過程可能造成縮孔的污染源主要會來自白車身包邊壓縫內(nèi)的夾縫油,油品主要為:沖壓拉伸油,焊裝防銹油、降溫油等。

      將白車身A和其他車身縮孔密集區(qū)的同一位置,用無水乙醇進行大面積擦拭。正常通過前處理電泳流水線后,縮孔密集區(qū)附近所有夾縫采用鋁箔紙封閉并保障夾縫內(nèi)液體無法外溢,通過正常烘干爐烘干后記錄縮孔密集區(qū)的縮孔數(shù)量,結(jié)果見表9。

      表9 夾縫試驗記錄Table 9 Crack test records

      由表9可知,白車身油污和夾縫油等不是造成本次事故的主要原因。

      排除常見夾縫油造成的縮孔原因后,檢查烘干爐內(nèi)部及烘干過程中油污的來源成為此次試驗最重要的環(huán)節(jié)。進入烘干爐后,發(fā)現(xiàn)烘干爐地面有大量油污流淌,低洼處積油較多,鏈條下部接油盤內(nèi)有大量黑色積油。經(jīng)了解,近期電泳烘干爐進行了日常保潔和鏈條潤滑保養(yǎng),加油裝置的油箱內(nèi)添加了新潤滑油(緊急采購的油品性能不詳,無批次檢驗報告)。

      初步認定此次縮孔產(chǎn)生的原因為此品牌潤滑油帶來的油污。進一步對此判定進行驗證。

      11班次在生產(chǎn)結(jié)束后,相關(guān)保潔部門按要求進行了油污清理,12班次生產(chǎn)時縮孔明顯呈下降趨勢。21班次在生產(chǎn)結(jié)束后重新更換原先使用的潤滑油,22班次縮孔呈現(xiàn)繼續(xù)下降的趨勢。因此認定此次縮孔產(chǎn)生的原因為此品牌潤滑油帶來的油污。

      2.2 烘干爐高溫輸送鏈油污縮孔試驗

      2.2.1 試驗儀器

      電泳儀、磁力攪拌、烘箱。

      2.2.2 試驗材料

      白聽桶4 L(高:20 cm,直徑:17.5 cm)、鋁箔、待檢油品。

      2.2.3 試驗方法

      (1) 制 作電泳板8塊,膜厚(22±2)μm。將制作好的電泳板浸漬于純水中,待用(使用前均在無塵箱內(nèi)放置至表干,20 min)。

      (2) 制作直徑12 cm、高1.5 cm的鋁箔圓盤,并用鋁箔制作聽桶蓋,備用。

      (3) 聽桶、鋁箔圓盤、鋁箔蓋使用前在一定條件下(190 ℃,20 min)烘烤。

      (4) 標(biāo)準(zhǔn)板制作:將放置表干后的兩塊電泳板放入空燒后的聽桶內(nèi),在規(guī)定條件(180 ℃,20 min)下烘干。檢查板面縮孔情況:

      判斷標(biāo)準(zhǔn):A—每塊標(biāo)準(zhǔn)板雙面縮孔總數(shù)小于2個,則認為聽桶清潔,并將其作為標(biāo)準(zhǔn)板;B—如縮孔數(shù)大于2個,則應(yīng)對聽桶進行清潔(如果烘箱不清潔,則對烘箱進行清潔,重復(fù)步驟4直至合格)。

      (5) 將0.2 g待檢油品均勻涂布在鋁箔圓盤上,并將其放入聽桶內(nèi),在烘箱內(nèi)升溫至180 ℃。將兩塊放置表干后的電泳板在聽桶內(nèi)掛好(2塊板間隔8 cm),將0.3 g 0.5 %電泳涂料滴落在兩塊電泳板間,然后迅速用鋁箔紙蓋好(不需要蓋得很緊)(見附圖)。在規(guī)定條件下(180 ℃,20 min)進行烘干,檢查縮孔情況。

      判斷標(biāo)準(zhǔn):2塊電泳板雙面縮孔總數(shù)大于2個,則表明在烘干爐中,電泳涂料滴落在該油品上會造成電泳涂膜縮孔。試驗數(shù)據(jù)見表10。

      附圖件 電泳烘干簡易模擬圖Figure Electrophoretic drying simple simulation diagram

      表10 試驗結(jié)果Table 10 Test results

      試驗結(jié)果表明:此品牌潤滑油與車間內(nèi)使用的某品牌電泳漆親和力較差,易產(chǎn)生漆膜弊病,尋求一種與車間使用的電泳漆兼容性優(yōu)良的潤滑油是解決此次批量縮孔問題的主要措施。

      3 結(jié)語

      根據(jù)此次縮孔產(chǎn)生后的實際查找過程總結(jié)出日常生產(chǎn)中縮孔的預(yù)防及迅速查找縮孔產(chǎn)生因素的步驟和方法。

      3.1 預(yù)防措施

      (1) 加強電泳線原件的油污污染程度管理,做到油污少而薄。

      (2) 加強脫脂除油效果的跟蹤,嚴(yán)格控制脫脂液定期更新,定期測定磷化樣板的膜重和結(jié)晶狀態(tài)。

      (3) 定期清理前處理電泳流水線的接油盤,保證接油盤接頭焊接處的密封效果,防止懸鏈潤滑油滴入電泳槽或水洗槽內(nèi)。

      (4) 定期清理烘房內(nèi)的運輸系統(tǒng)潤滑油,做到少量多次。

      (5) 在防止污染的同時要提高涂裝線各種油品與油漆的匹配性能。

      (6) 選擇更佳的除油設(shè)備,如可除油的除油濾袋、油水分離器等。

      3.2 迅速查找縮孔產(chǎn)生因素的步驟和方法

      (1) 及時核對流水線的各項參數(shù)是否在工藝要求范圍內(nèi)。

      (2) 生產(chǎn)設(shè)備使用的潤滑油等油脂或硅酮污染。

      (3) 電泳白件是否異常,如油污大量聚集,油污干涸黏連無法清洗等其它異常狀況。

      (4) 前處理(脫脂)效果驗證,可用整體流水線試驗或單個過程效果試驗。

      (5) 電泳效果試驗。

      (6) 電泳后效果試驗。

      以上所有試驗均需有對照的試驗做對比,對可能的影響因素進行逐步分解試驗,直到追溯到末端影響因素。

      縮孔是電泳最為常見且影響較大的缺陷之一,通過以上個案分析總結(jié)如下:

      (1) 在保障參數(shù)穩(wěn)定的同時,要提高生產(chǎn)線的潔凈度。

      (2) 任何可能影響電泳質(zhì)量的因素都需在工藝技術(shù)可控范圍內(nèi)。

      (3) 日常生產(chǎn)過程難監(jiān)控的部位(如烘干爐)要做到定期檢查,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一要求。

      (4) 電泳缺陷多而雜,影響因素相互牽制,分步驟、分階段、分因素的判定是找出缺陷原因的有效途徑。

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