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涂裝電泳流痕綜合管控及治理

時間:2022-12-26

在汽車涂裝生產工藝中,電泳工序是對后續防腐起到最主要作用的工序,在用戶使用過程中起到持久防銹蝕作用。焊裝工序進入涂裝工序的白車身需要進行清洗、浸泡、磷化、電泳、沖洗,外表面油污可以全部清理干凈。由于車身結構、裝焊折邊膠或前處理電泳工序參數設置及噴淋壓力問題,在車身折邊或空腔縫隙中由于表面張力影響會殘留一定量的油污、脫脂液、磷化液、電泳液等液體的混合物,尤其是在包邊縫隙部位,無法排出,即使經過電泳后水洗也很難清洗干凈,電泳后因車身溫度升高,包邊縫隙內液體急劇沸騰,從包邊縫隙內外溢出來,就形成電泳二次流痕問題。

因混合液體多為清洗不徹底的物質,因此二次流痕均為發黃發黑等外觀,對電泳漆膜外觀質量有影響,需要對二次流痕部位進行打磨處理,打磨后電泳漆也打磨掉,有銹蝕風險。噴涂油漆后會造成油漆漆膜遮蓋不良,漆膜不平等質量缺陷,需要進行油漆修補處理。

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01 電泳二次流痕現象

2019年9月,涂裝工廠發現機蓋部位批量出現電泳烘烤后二次流痕現象。經確認,二次流痕基本出現在機蓋兩側部位,且該部位二次流痕情況持續存在,頻繁出現。出現的二次流痕狀態大小長短不一,程度情況輕重不一,缺陷主要集中在機蓋下邊沿。

涂裝廠生產主線采用B1B2緊縮工藝,電泳后直接噴涂面漆,因此對電泳漆膜外觀要求較高。電泳工藝路線為:預清洗→熱水洗(半浸)→預脫脂(噴淋)→脫脂(浸)→1*水洗(噴)→2*水洗(浸)→表調(浸)→磷化→3*水洗(噴)→4*水洗(浸)→循環純水洗1(噴)→循環純水洗2(浸)→新鮮純水洗(噴)→磷化膜檢查→陰極電泳(全浸)→UF1(噴)→UF2(浸)→UF3(噴)→新鮮UF洗(噴)→循環DI水洗(噴)→新鮮DI水洗(噴)→電泳瀝水→電泳烘干。

 

02 現狀調查

根據現場反饋情況進行電泳流痕數據統計分析,2019年9月15日一10月15日,某款車型機蓋下部包邊處電泳流痕發生率月平均99.22%,近乎100%,必須立即進行整改。

現場取一個流痕明顯的機蓋,對流痕出現部位進行拆解處理。流痕明顯部位拆解后,固定幾個點位流出黃色混合物。特征:1)固定點油狀黃色痕跡:2)流痕為油狀物:3)流痕從包邊處流出,嚴重時滴落減震器罩;4)左側流痕較右側嚴重;5)機蓋尖角無滴油。

針對以上狀態做相應機理分析:1)機蓋包邊處存在積液,烘烤時爆沸流出;2)折邊膠涂布未到包邊;3)包邊處流出微黃色類油狀固體痕跡,4)流痕基本發生在固定包邊壓實不良區域;5)流痕左側較右側問題嚴重。

 

03 原因分析

機蓋內外板搭接處,采用折邊膠進行加固,在折邊膠最前端距機蓋前尖角有一定距離,1cm以上,且包邊未到R角時,R角處形成空腔,車身進入前處理時,水洗各道工序均無法將R角處積液排出,車身烘烤時,積液排出,成為黃黑色流痕狀態,污染電泳漆膜。如折邊膠斷裂,形成包邊空腔,涂裝清洗時內外板之間的糟液進入內腔混合,烘烤時爆沸形成流痕。

3.1 焊裝工序機蓋折邊膠打膠情況

焊裝工序機蓋折邊膠為機器人打膠。查看現場機器人涂膠軌跡及狀態,發現涂膠連續不堆積不殘膠,無斷裂現象。查流痕拆解車折邊膠軌跡,發現涂膠均勻連續不堆積無殘膠,無斷裂。此原因非主要原因。

3.2 排查折邊膠是否未填充到位

1)如折邊膠包邊后填充不良,距離R角過遠,留有大量間隙,涂裝入槽清洗時各種槽液混入內腔,烘烤時爆沸形成流痕。

2)涂膠折邊膠狀態:現場:查焊裝折邊膠現場狀態包邊距R角7~9mm,包邊直徑1~ 2mm。標準:包邊至R角(7+1)mm,包邊直徑(3±1)mm。

3)拆解車折邊膠狀態:現場:查拆解車折邊膠狀態,折邊膠僅在內外板內側,包邊及R角處無膠。標準:如圖表1所列。

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3.3 機蓋包邊間隙排查

1)如折邊膠包邊壓實不良存在間隙,入槽時各種槽液極易混入包邊;烘烤時從這些位置爆沸溢出。

2)測量點位包邊位置部分間隙大于0.25mm;要求間隙≤0.1mm,均超差,判定為主要原因。

3.4 折邊膠含油量檢測

1)提取焊裝機蓋折邊膠,化學分析是否含有油脂成分。

2)取4組樣進行烘烤對照試驗,烘烤條件:190℃,20 min,烘烤后膠品并無任何油狀物析出。

3.5 折邊 R角過大,積液空腔過大積攢液體較多

涂裝入槽清洗時各種槽液混入內腔,烘烤時爆沸,包邊中間部位和邊緣部位有差異,包邊大小不一,兩側較大,中間較窄(標準所有包邊R角大小一致且Z向直徑4mm),呈現為R角越大,間隙越大,流痕越明顯。

3.6 涂裝脫脂狀態排查

1)預脫脂槽液:噴淋狀態;噴淋效果不佳,底部噴淋未到位霧化嚴重;脫脂槽堿度為4.0~4.5(標準4~11),偏下限。

2)主脫脂槽液:溫度、壓力均滿足標準,脫脂出槽無底部噴淋,僅在水洗進槽存在霧化嚴重的底部噴淋;堿度為4.7~5.5(標準4-11),偏下限。

3)脫脂外觀效果:外表面脫脂良好,水膜連續,擦拭無油污,可以判斷脫脂情況對電泳流痕問題貢獻度不高。

3.7 電泳水洗效果確認

1)如電泳后噴淋效果不良,噴淋壓力不足,霧化不徹底,積攢在夾縫邊緣固體含量很高的混合物無法清洗,電泳烘烤時,積存物爆沸易形成流痕問題。

2)涂裝工廠水洗噴嘴均為鴨嘴式噴淋,霧化效果過大(尤其為UF后水洗),實際對車身內腔沖洗效果不強,對車身表面進行處理效果不錯,如循環DI水洗出槽噴淋及新鮮DI水洗噴淋霧化效果過重,車身泡沫嚴重、夾縫及內腔積液根本無法沖洗干凈。

3)接取從機蓋流出的液體仍為固體含量較高液體,此液體經烘烤后固化物與流油物質基本一致。

可以確定,機蓋內腔噴淋效果不良是電泳流痕問題發生的根本原因之一。針對水洗效果不佳問題,現場進行驗證,采用水管對機蓋內腔進行沖水試驗,共做4臺車驗證,采集沖水及不沖水車身各4臺,烘烤后,對比機蓋內腔電泳流痕情況。對比結果顯示,機蓋外加沖水后,電泳流痕問題明顯減少至忽略不計狀態。

3.8 電泳水洗后瀝水情況排查

1)瀝水角度較小,空腔內大部分積液無法排除;瀝水時間過短,空腔內大部分積液來不及排除,積攢在夾縫內,烘烤時爆沸形成流痕。

2)檢查電泳水洗后瀝水工位瀝水角度,瀝水角度約30°,瀝水效果不佳,機蓋內腔大量空腔積液無法排除;抬起機蓋時可接到 20-30 mL固體含量較高的空腔液。針對此問題采用調整機蓋撐桿角度試驗,機蓋流油明顯改善。同時試驗過在瀝水工位增加壓縮空氣吹機蓋內腔試驗,瀝水不良改善效果不大。

 

04 解決方案及實施落實

1)針對機蓋折邊膠軌跡排查結果,涂膠軌跡無不良,后續正常監控即可。

2)針對機蓋R角折邊膠未填充到位,調整機器人涂膠軌跡,包邊填充滿R角,軌跡距R角改為4~5mm,膠條直徑改為3~4mm,使R角部位膠填充到位。

3)機蓋包邊間隙排查,目前包邊間隙偏大,導致電泳積液自偏大縫隙內流出,通過現場分析,對機蓋內外板邊緣不平整部位進行處理,調整折邊壓合機,優化機蓋包邊模狀態,最終使機蓋包邊壓合間隙≤0.05 mm。

4)折邊膠含油量檢測無油污,不調整。

5)脫脂噴淋狀態排查結果,脫脂效果符合要求。

6)電泳后噴淋水洗不良,噴淋壓力不足。解決措施為,加大噴淋壓力至標準值上限,經多次現場調整優化,確認泳后水洗噴淋壓力≥0.12 MPa效果最佳。

7)電泳水洗后瀝液不良,主要為瀝水時間不足及車身瀝液角度不良;調整電泳后瀝液時間為60s,根據現場設備情況,將泳后瀝液角度提升2°,瀝液效果比原狀態提升明顯。

 

05 效果確認

1)改善效果:流痕消除90%。

2)有效遏制了涂裝行業性問題,給解決此類問題提供了寶貴的經驗。

3)有效提升了車身電泳質量及整車防腐性能。

4)有效降低了因打磨漏鐵而發生嚴重銹蝕的風險。

5)基本無需打磨,大大提高了員工滿意度。

 

06 結語

本文針對現場不良案例現象,逐步分析排查,給出一系列涉及沖壓、焊裝、涂裝三大工藝的問題點,并逐一進行解決控制,最終使機蓋部位多發嚴重電泳二次流痕問題得到解決,完善了各工序不足之處,為以后遇到類似質量問題給出了解決思路,值得進行推廣。

文章來源《現代涂料與涂裝》

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