電泳（yǒng）過程中幹涉現象的發生（shēng）機理與（yǔ）解決方案（àn）

現就曾經發生幹（gàn）涉現（xiàn）象（xiàng）的（de）一個典型案例（lì）進行介紹與解析。問題發生的生產線屬於連續通過式生產線（xiàn），電泳槽體積（jī）120 m3，入槽角度35°，節距5.6 m，節拍28 JPH，原本生產線專門生產麵包車，使用材質（zhì）為普通冷軋鋼板，由於產量不足，根據公司戰略導入A型轎車進行混線（xiàn）生（shēng）產。A型車是（shì）微型轎車，車長3.2 m，B型車是箱式（shì）麵包車，車長3.5 m。在生產過程（chéng）中（zhōng）發（fā）現，在A型車的（de）機蓋前緣10 cm的範圍內烘（hōng）幹後出現直徑為0.3 ~ 0.8 mm、密度不超過（guò）50個/100 cm2的凹陷，用30 ~ 40倍光學放大鏡顯微觀（guān）察為輕微（wēi）不露底、分布均勻的孔，發（fā）生概率在（zài）15%左右，中（zhōng）塗前需要進行人工打磨至局部（bù）露底，這樣會增加人工成本，局部（bù）防腐蝕能（néng）力下（xià）降。

2　原（yuán）因分（fèn）析

　　A型車的試生產階段由於投入（rù）車輛較少（shǎo），隻進行了兩次單獨過車以及3台連續過（guò）車，以便確認單車膜厚（hòu）分布以及最高膜厚的變化，因此在新車型導入階段未見異常（cháng）。B型車（chē）順利進（jìn）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（hěn）難形成A、B型車的（de）混線連續生產，乃至在A型車的機（jī）蓋前緣發現針孔不良時，被當作局部的汙染物造成的縮孔進行分析與處置。後來隨B+A的混（hún）線連續（xù）過車模式逐漸增多，A型車在相同部位反複出現縮（suō）孔，在電（diàn）泳槽液中未發現油汙染跡象，且B型車和A型車的其（qí）他部位未見類似縮孔的發生（shēng），所以才將問題與幹涉（shè）現象聯係在一（yī）起。通過分析認定：由於前方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）致了幹涉現象的發生，造成氧氣縮（suō）孔。發生在A型車開始進入電泳槽但是還沒到達一段電壓接電（diàn）的時間段，此時前方的B型（xíng）車已經進入電（diàn）泳的（de）第二段高壓段（duàn），處於接電狀態，前車有空位、A+B、A+A、B+B的組合不會發生幹涉現象，僅是B+A的組合（hé）中間沒有空位的情況發生幹（gàn）涉現象。

　　氧氣縮孔表現為：在問題區域（yù）內分布（bù）均（jun1）勻，不會出現突（tū）沸（fèi）油（yóu）縮孔那（nà）樣縮（suō）孔大小不一、分布不均的現象，也不會像氫氣爆孔那樣（yàng）尖銳露底，位置集中，從形（xíng）狀上容易跟急升溫爆孔混（hún）淆，但爆（bào）發的部位有一定差異。

　　在生產線上對幹涉部位以及非幹涉部位進行（háng）電壓（yā）隨線測量，通過對測（cè）量（liàng）曲線的解析，也發現在發生幹涉（shè）的機蓋前緣產生比較大的負電壓，提示該部位有陽極的水解反應發生。

3　發生機理

　　陰極電（diàn）泳的工作（zuò）原理為：被塗物印加陰極電源，通電後整個電泳塗裝過程伴（bàn）隨著電泳、電解、電沉積、電滲4種（zhǒng）物理化學反應（yīng）而在被塗（tú）物表（biǎo）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，陽極則生成酸性的H+及O2。在產生幹涉現（xiàn）象的過程中，剛剛進入槽體又沒有印加陰極電源的車體如（rú）果距離前車過近，就會產生（shēng）分極（jí）現象，導電體靠近陰極的部位成為（wéi）陽極，遠離（lí）陰極的位置（zhì）成為陽極，導電（diàn）體內產生電子的流動，陰陽兩極發生（shēng）水的電解反應。由於液體在陽極附近產（chǎn）生的壓力，釋（shì）放出來的O2需要積聚到一定的體積（jī）才能產生足夠（gòu）的浮力脫離金屬表麵，因此在車身印加陰極電壓的時候，因（yīn）電沉積產生的漆（qī）膜（mó）會將（jiāng）沒有來得（dé）及逃逸的O2泡限製在漆膜底部。烘烤過程中，由於O2的氣泡過大，電泳塗料來不及通（tōng）過流平填補（bǔ）氣體擠出後留下的凹陷，故而形成分（fèn）布均（jun1）勻、大小相近的（de）凹陷，也稱為氧（yǎng）氣針孔（kǒng）。而（ér）分極後的陰極因為H2被（bèi）漆（qī）膜（mó）分割成不能（néng）聚集的單元，故（gù）而不會形成大的氣泡以及凹陷。

　　連續式電泳生產（chǎn）線在設計之初會根據被塗（tú）物的最大（dà）尺寸（cùn）以（yǐ）及行走鏈條的節距長（zhǎng）度設計掛距，一般確保被塗物的間距在1 000 mm以上。但是在電泳入（rù）槽階（jiē）段，工件前後距離（lí）由於入槽角度變化（huà）而造成間距縮短；另外，由於新的被塗（tú）物在導入過程（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標，但是由於支撐點的位置造成被塗物前突（tū）或後伸，在與其他被（bèi）塗物混線生產過程中，也會出現被塗物間距（jù）變小的現象。在步進式生產線上，幹涉現象的發生多是由於接觸（chù）不（bú）良造成的，具體（tǐ）過程就是在電泳過程中，由於掛具的若幹掛點（diǎn）絕緣會發生塗裝不良，絕緣狀態持（chí）續到電泳過程結束看到的現象就是絕緣掛點的工件未形成電泳漆膜，如果絕緣掛點中途通電電泳（yǒng），則大概率發生幹涉現象。

　　在整車（chē）生產線，幹涉現象一般發生在連續過車的後車前機蓋以及防（fáng）撞（zhuàng）梁上；在部品生產線一（yī）般發生在同一掛具平行垂直放置的工件（jiàn）上，伴隨著（zhe）接觸不良（liáng）、中間突然加電的情況，會在問題工（gōng）件上出現氧氣針孔。

4　實驗室再現

　　試驗設（shè）計如下：並排3塊板子，彼此絕（jué）緣，通過導線連接，其中一條設置開關（guān），如圖1所示。電泳開始時其中兩條正常接續，中途啟動開關，啟動第三條連線，三者同時結束電泳，分別清洗，觀察烘烤後板麵情況。

　　實驗室再現的中（zhōng）間電泳板板麵其中一麵是正（zhèng）常（cháng）電泳，顯示為陰極，另外一麵會出現（xiàn）凹陷，嚴重情況下會產生露底現象（xiàng），如圖2所示。以上結果驗證了幹涉現象原理。

5　解決措施

5.1　臨時措施

　　通過前（qián）期論證，車間采取避免產（chǎn）生B+A組合（hé）的上件安排，一旦發現這種組合，則通過在前處理工序B型車後（hòu）增加空位的方（fāng）式作為臨時處置方案。

5.2　長（zhǎng）期措施

　　B型（xíng）車大角度打開的後門蓋由於試線期間在局部有氣囊產（chǎn）生，通過變換（huàn）開啟角度作為氣（qì）囊的解決對策，由於與A型車混線（xiàn）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（zhēn）孔，通過與生產技術部門協調，後背（bèi）門先不進行與車身的正常軸連接，通過治具懸掛在後門位置，但是降低整體的高度，在保證氣（qì）囊不出現（xiàn）的基（jī）礎上使電泳入槽時B型（xíng）車與A型車機蓋前緣的距離保持在1 000 mm左右（yòu），電（diàn）泳烘（hōng）幹後在打膠線進行恢複連接的工序，工藝改善後（hòu）氧氣針孔消失。

6　拓展

　　電泳產（chǎn）生幹涉（shè）現象的部位，首（shǒu）先受（shòu）到影響的是基材（cái）的防腐能力，其次也會影響電泳外觀乃至上層漆膜的外觀，因此必須消除幹涉現象。通過以上典型案（àn）例的分析解決，幹涉（shè）現象解決措施有以下幾個方麵：

　　1）通過設備的調整（zhěng）消除幹涉現象（xiàng）。入槽側陽（yáng）極加裝控製電流單向流動的二極管（guǎn）；切斷入槽側前（qián）端的部分陽極（jí）導線，減少分極過程（chéng）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（lí）或加大節距。

　　2）通過工藝變（biàn）更消除幹涉（shè）現（xiàn）象（xiàng）。通過不同車型的安排避免間距過近的組合（hé）出現；降低一段電壓避免水解反應的劇（jù）烈發生。

　　3）通過塗料調整消除幹涉現象。通過排放超濾液降低（dī）槽液MEQA的數值（zhí）以期（qī）減少遊（yóu）離酸的濃度；降低槽液固體含量以期降低槽液電導。

　　4）通過被塗（tú）物基材調整消（xiāo）除幹涉（shè）現象。更換問題部（bù）位材質，減少（shǎo）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）過程中的幹涉現象很容易與其他問題混淆（xiáo），需要（yào）辯證地分析，並進行再現試驗確認，這樣（yàng）才能對（duì）症（zhèng）下藥，及時解決問題，提高生產線的（de）生產效率。