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浅谈汽车涂装前处理和电泳设备的改善

编辑:扬州天坤涂装设备有限公司时间:2019-07-14

汽车涂装前处理和电泳的质量直接影响涂层的使用寿命和装饰效果。为获得最佳的磷化膜和耐腐蚀性良好的电泳涂层,必须精心设计和选择前处理、电泳的工艺及设备。工艺设计是建立生产线的基础,科学、合理的设备及参数配置对生产操作及产品质量将会产生良好的影响,同时能够节约成本,减少设备日常维护性活动。工艺设计时通常会考虑被处理物(车身)的品质要求、外形尺寸、结构形状、材质及处理面积,以及生产纲领、输送方式(间歇步进式、连续方式)、处理方式(喷射方式、浸渍方式)等因素,但批量生产后的一些工艺质量细节与设备维护细节似乎未引起足够的重视,从而造成后期管理上的一些困难。笔者曾经参与本公司20万台微型轿车和8万台 SUV涂装线的设计建设及后期的生产管理,从中积累了一些经验,简要介绍如下。

1 轴封管路管件连接方式的改善前处理、电泳线设备的维护难题之一就是管路的“跑、冒、滴、漏”问题,其中最突出的是轴封液循环系统,尤其电泳线最严重。一旦电泳系统的轴封系统出现问题,轻者造成循环泵和热交换泵停止运转,重者造成电泳槽液沉淀或跑液,将造成非常大的损失。传统的轴封管路设计一般采用丝扣连接方式配管,这种设计方式密封性良好、设备安装简单、操作方便。前处理轴封系统采用纯水(微酸性)作轴封水,即使是丝扣连接,该系统管路也基本上不会发生腐蚀泄漏;而电泳的轴封系统采用UF超滤液作为轴封水,丝扣管件连接部位的密封生料带(广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的场合)被这种酸性较强的UF液直接腐蚀,在很短的时间内就渗漏和滴液,长时间运行后会发展成大量滴漏,造成损失的同时也影响现场环

境(见图1)。

针对此问题,一般解决方法有以下几种。

a.拆开丝扣,重新缠生料带(或其他耐密封材料),紧固;

b.自制小型收集罐,临时收集滴落的液体,等到损失不可接受时再进行大修理;

c.直接将原有丝扣部位完全焊接,避免再次漏液。

然而这些处理方法都不能解决其根源问题,尤其是轴封系统的检修会造成停泵,这更是工艺管理中要严格避免的。本公司的一条生产线就是受到这种问题的严重困扰,最后将其电泳线所有轴封以及超滤系统的管道重新改造。

因此要解决问题,就要从根源抓起,从前期设计或施工中有针对性地对设备管件连接做出改善。将所有连接部分由丝扣连接全部改为法兰连接,采用焊接弯头直接氩气保护焊,这样一来,法兰代替了丝扣连接件,安装更方便、快捷,配以耐腐蚀的垫片,大大降低了连接部位的腐蚀漏液现象,即使一旦出现漏液,也能很快更换,彻底解决了漏液的问题。当然也要求在管路布置设计时,要尽量减少接头的数量(见图2)。

2 槽体改善

2.1 前处理槽溢流副辅槽的改善

传统的溢流辅槽一般设计在主槽一端(一般在车体入槽侧),见图3。

对于此种结构,由于我厂设备的液面流速不能满足要求,致使受进、出槽喷淋的影响,泡沫及漂浮均聚积在槽的中部,不能从溢流槽流出。车体入槽时,漂浮的泡沫和污物经前车窗进入车体内部,因气室作用这些进入车体的泡沫和污物不易在浸洗时被洗掉,从而降低清洗效果(见图4)。

此我们将溢流辅槽设计到槽体一侧,如图5所示。

这样泡沫从槽体中间位置溢流到辅槽,避免泡沫在槽体中停留,防止了泡沫对车体的影响,提高了车身品质。

2.2 电泳槽对流循环系统的改善现在几乎所有的生产线电泳槽均使用如图6所示的循环方式,侧部喷淋管对着出槽一侧,底部喷淋管对着入槽一侧,涂料的循环流动与车身行进方向同方向循环。

此种循环模式中,车身表面的液体的流动是与车身行进方向同方向地流动,车身上的相对流速较慢。如果杂质与车身一起流向出槽一侧,并在出槽一侧反转,进而返回槽内进行再循环,这样就会使杂质无法完全排出而残留于槽内。如果槽液与车身相对流速较慢,无法抑制车身水平面与垂直面的电泳附着性差异,易造成水平面和垂直面膜厚存在5 μm左右的差异,尤其在链速低的生产线上差异更为突出。一种全新的电泳槽液全逆流循环方式从理论上推论可以解决以上两个问题。有利于排出杂质、提高车身表面流速的循环方式见图7。

这种方式是在入槽一侧设置大型漏斗,它将总循环流量中的60%~80%的循环量排出,同时侧部喷淋管的喷出方向对着入槽一侧,以便能够使杂质的排出更迅速。同时,在入槽、出槽这两端设置副槽,使液体表面的泡沫和杂质的排出更迅速。由于迅速地排出了槽液内的杂质,从而极大地减少了附着在车身上的杂质。另外,由于侧部喷淋管的喷出方向对着入槽一侧,将涂料流动作

为与车身行进方向不同的逆向流,这样就加快了与车身的相对流速,这种新循环方式使外表面平面和垂直面膜厚不均匀现象大幅度地减少,形成了更加均匀的电泳涂膜,电泳涂膜附着不良的大梁内部和底板背面的膜厚也有了提高。槽体实物见图8。

3 前处理表调前设备材质的改善前处理设备在涂装作业的工况环境当中一直被认为是对设备侵蚀最大的位置,故而在传统大规模现代化生产线上为其所选配的的材料规格也相应较高,尤其是在欧美系技术特点的生产线上,所用材质基本上为全部不锈钢材料;但在以精益理念著称的一些日系生产线上,本着够用的原则,对不同环境条件下的设备材质进行了细分,降低了很多的设备建造成本,故而在目前国内的新建项目规划中,还是可以对很多技术经验进行借鉴。前处理设备主要分为两个区域,其中从入口到表调均为碱性环境,而从磷化到出口则为酸性环境;其中尤其以从热水洗到脱脂后第二水洗五个工位的环境条件对于金属材料的侵蚀作用较为更低一些,故而该范围的设备部位材质细分是分析改善的重点(见表1)。

由表1可见,热水洗到脱脂后第二水洗五个工位的全部槽体及其循环管路均可使用碳钢材质,将比全部使用不锈钢大大降低投资成本。材质细分的原则具有非常广泛的推广可行性,可以根据以上经验推广到前处理后半段、电泳线以及整个车间的相应设备位置,在生产线设计初期开始进行分析,从而降低设备投资成本。以上3条改善,在国内先进的整车涂装生产线已得到成功的应用。

4 结束语

汽车涂装前处理电泳设备的选型虽然大同小异,但是如果在细节方面做精做细,能做到少的投入,高质的产出。工艺设计人员应该广开思路,追求创新,避免由于设备的原因造成前处理质量问题难以解决,为获得良好的汽车面品质量打下坚实的基础。