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汽车涂装工艺中缩孔原因分析及解决措施[摘要]社会发展越来越快,汽车市场竞争也越来越激烈,现代人在享受生活的同时,也更关注环保上的一些问题,由此,对汽车涂装提出了更高要求。
从工艺设备和管理的角度探讨造成电泳漆膜产生缩孔的可能因素，通过某涂装生产线的实际案例，分析提出相应的解决方案。
[关键词]电泳涂装缩孔分析解决措施中图分类号:tq639,8 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)07-0053-02前言汽车涂装的目的是使汽车具有优良的耐腐蚀性能和装饰性能，延长使用寿命，提高商品价值。
在涂装生产线中，缩孔是最常见的漆膜弊病之一。
特别对于阴极电泳而言，如果电泳漆膜出现缩孔缺陷，将会严重影响装饰效果和降低保护功能。
由于阴极电泳漆主要作为底漆使用，缩孔的出现将使中涂、面漆涂层得不到良好的基底，降低局部位置的防腐蚀能力，影响整个油漆涂层的外观质量。
且生产线中一旦产生电泳缩孔，此缺陷将是批量性的，对于产品质量和生产都很致命，因此电泳缩孔现象是汽车涂装行业普遍遇到的难题之一。
本文所论述的实际案例为汽车零部件涂装生产线，其对产品的漆膜要求为电泳底漆，缩孔产生后，零件表面直接表现为凹坑状缺陷甚至露底。
根据在此缩孔解决过程中的实际体会，介绍缩孔产生的原因及解决措施供同行参考。
1、缩孔产生的原因电泳涂装过程中，引起缩孔的原因很多。
主要是由外界造成被涂物表面、磷化膜或电泳湿涂膜上附有尘埃、油等，或在涂膜中混有与电泳涂料不相容的粒子，它们成为缩孔中心，并造成烘干初期的展平不均衡而产生火山口状的凹坑，直径通常为0.5~3.0 mm，有透底、不透底，实心、空心之分。
缩孔形成的关键是涂层表面产生表面张力梯度。
一方面是由于涂料干燥过程中的流动引起溶剂的蒸发，而产生表面张力梯度。
另一方面是由于涂膜中颗粒、液滴等低表面张力物质的存在。
这些物质包括有机硅化物、润滑脂、油、表面活性剂、蜡、水等，它们的表面张力与所用涂料的差别很大，致使不能融合和对被涂面润湿不良，而使涂膜局部收缩，形成缩孔。
19310.16638/ki.1671-7988.2019.21.069浅谈电泳缩孔问题的分析与解决经验秦学谦，贾帅锋，李琦（奇瑞汽车河南有限公司，河南 开封 475000）摘 要：从涂装前处理、电泳工艺生产过程分析，调查、确认车身形成大面积电泳漆膜缩孔缺陷的要因，对导致电泳漆膜产生缩孔缺陷的污染源头进行排查、试验，并根据验证结论制定相应解决方案。
关键词：涂装；电泳漆膜；缩孔中图分类号：U445 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)21-193-03A brief talk on the Analysis and solution of the problem of Electrophorestic shrinkageQin Xueqian, Jia Shuaifeng, Li Qi( Qirui Automobile Henan Co., Ltd., Henan Kaifeng 475000 )Abstract: Based on the analysis of pretreatment and electrophoretic production process, the causes of shrinkage defect of electrophoretic paint film on automobile body were investigated and confirmed. The pollution sources causing shrinkage defect of electrophoretic paint film were investigated and tested, and the corresponding solutions were worked out according to the verification conclusions.Keywords: Painting; Electrophoretic paint film; Shrinkage cavityCLC NO.: U445 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)21-193-03引言涂装工艺主要起到车身防腐、密封和装饰的作用，前处理、电泳工艺是整个涂装过程较重要的工序，电泳漆膜的优劣对车身防腐质量有很大的影响，现针对电泳车身出现的电泳缩孔缺陷排查、分析并制定解决方案。
阴极电泳漆涂膜产生颗粒弊病和缩孔的原因是什么?如何防治?
在烘干后的电泳涂膜表面上有手感粗糙的较硬的粒子，或肉眼可见的细小痱子，往往被涂
物的水平面较垂直面严重，这种漆膜病态称为颗粒．
注：槽液中污物基准测定：取槽液1kg，用500目滤网过滤后，水洗、烘干后的残渣量应少于10mg。
电泳涂膜产生缩孔(陷穴)弊病的原因是什么?如何防治?
在湿的电泳涂膜上看不见，当烘干后干漆膜表面出现火山口状的凹坑，直径通常为0．5、
3．0 mm．不露底的称为陷穴，凹洼；露底的称为缩孔，中间有颗粒的称为”鱼眼”．产生这一弊病
的主要原因是电泳湿涂膜中或表面有尘埃、油污与电泳涂料不相溶的粒子，成为陷穴中心，使烘干初
期的流展能力不均衡，而产生涂膜缺陷。
1.缩孔这类缺陷在湿的漆膜上看不见，当烘干后漆膜表面出现直径通常为0.5-3.0mm漏底微孔、不漏底的火山口状的凹陷，称为陷穴、凹洼，露底者为缩孔，中间有颗粒但不刮手的称为“鱼眼”。
由于电泳漆湿膜中或表面有尘埃、油渍或与电泳涂料不相容的粒子，成为陷穴中心，因而产生涂膜缺陷。
很多情况下这类缺陷还与被涂物的材质有关，如金属底材上存在微裂纹和微孔等。
原因1:外来油污污染电泳漆膜，油污附着在工件表面，使电泳漆成膜受到影响。
这种原因引起缩孔的几率较大。
解决方法:可检查输送机构、挂具,防止油滴污染漆膜。
从电泳设备制造安装开始就要避免上述物质污染，每一种新零件投入电泳前最好进行相关检验，防止受油、硅油、蜡、脂性碳化物、胶水等污染物对工件，电泳设备及电泳槽液的污染。
原因2:前处理除油不干净，造成润湿性不良，使电泳漆烘干后漆膜有缩孔。
解决方法:加强前处理清洗。
原因3:槽液有油污、异物混入，影响电泳漆膜外观。
解决方法:用吸油纸吸去油污，清除槽液异物，同时避免异物混入，保持电泳槽液清洁原因4:加漆时有电泳漆没搅拌均匀，使槽液无完全熟化，引起漆膜不良。
解决方法:确保加入的电泳漆搅拌均匀，加强槽液循环，使槽液完全熟化原因5:电泳后水洗中含油分或烘干室不洁净，循环风含油分，使油分附著在漆膜上面烘干后有缩孔。
解决方法:水洗经常更换,烤箱经常清理.烤箱链轨用油可选用耐高温,不会高温挥发为最佳2.针孔工件上有露底针状小孔，称为针孔，它与缩孔的区别是孔径小，中心无异物，且四周无漆膜堆积凹起。
由漆膜再溶解而引起的针孔，称为再溶解针孔；由电泳过程中产生的气体、湿膜脱泡不良而产生的针孔，称为气体针孔；(1)湿膜针孔:工件未进行烘烤,在空气中凉干,可看到的针孔原因1: 电泳电压过高，电流冲击反应过剧，产生气泡过多，或升压速度过快。
解决方法:适当降低电压,加长软启动时间原因2:溶剂含量偏低。
解决方法:添加溶剂，每次添加不能超过1%原因3:槽液温度过低。
电泳缩孔产生的原因及解决措施周洪亮; 袁鹏【期刊名称】《《汽车制造业》》【年(卷),期】2018(000)017【总页数】3页(P55-57)【关键词】电泳漆膜; 缩孔; 原因; 焊装工艺; 电泳工艺; 工程案例【作者】周洪亮; 袁鹏【作者单位】湖北美洋汽车工业有限公司【正文语种】中文【中图分类】TS959.6本文从电泳工艺和焊装工艺两个方面分析了电泳漆膜缩孔产生的原因，并根据涂装缩孔问题解决过程中的实际调查和验证，给出了不同缩孔问题原因下的解决方案，为其他工程案例提供了参考。
在涂装生产过程中，缩孔问题是最常见的漆膜弊病之一，因为缩孔相对其他涂装问题（如颗粒、流痕等）更难处理修复，因此缩孔也是前处理电泳方面最需要重视的一个问题。
针对薄膜前处理配套高泳透力电泳漆而言，因其膜厚相对传统磷化—阴极电泳工艺偏低，且高泳透力电泳槽液对油及硅酮类物质更加敏感，因此一旦出现缩孔问题，往往易形成批量的质量问题，并且严重影响漆膜外观和防腐能力，对产品质量造成很大影响。
电泳缩孔形成的表征分类缩孔的形成原因是表面张力梯度造成的，原理如图1所示。
图1 缩孔形成原理缩孔的类型按其外观及形成特征大致可分为以下四种类型。
1.油污型缩孔油污型缩孔是由于表面张力低的油胶、硅酮类物质落到工件或漆膜上造成的，此类型的缩孔在其中间位置看不出凸起颗粒，正常情况不会露底，大小一般在为0.5～3 mm。
此类缩孔一般发生在电泳漆膜固化之前，若在固化之后则一般只会形成油斑或极浅的凹陷，比较方便处理。
2.颗粒、纤维型缩孔这种缩孔是由外界低表面张力或被油胶污染过的固体物质，落在电泳湿膜表面造成的。
这种缩孔的特点是在其缩孔中间位置可见纤维、颗粒等异物。
3.气泡型缩孔这种缩孔由溶剂气泡、小泡沫等堆积在车身电泳湿膜表面，进入烤炉前未冲刷消泡彻底，经烘烤后涂膜固化形成的，此类缩孔一般较大，且易露底。
4.槽液缩孔槽液缩孔是指槽液被设备、环境或者白车身所带的缩孔物质污染，且经过较长时间的积累造成的槽液本身的缩孔问题。
阴极电泳漆膜缩孔产生的原因及解决方法阴极电泳漆膜缩孔产生的原因及解决方法
一、阴极电泳漆膜缩孔的产生原因
1、釉料含脂量较高，釉料中添加的粘合剂或活性剂含量过高，易形成缩孔。
2、漆料在烤漆过程中，未能保持营养比例，引起釉料吸收了水分，而且温度过高在釉料上形成气泡，使膜层弹性差，引发缩孔。
3、漆料配比有误，釉料中添加的高分子物质含量过高，导致漆膜凝固速度过快，使膜层受到外界温度和气压变化，产生一定的缩孔变化。
4、烘箱温度控制有问题，导致漆膜受到温度和气压变化，产生缩孔及起皱现象。
二、阴极电泳漆膜缩孔的解决方法
1、严格控制釉料含油量和釉料中添加的粘合剂或活性剂的含量，以保持釉料的稳定性。
2、在烤漆过程中，需要保持营养比例，避免釉料中吸收太多水分；同时要注意温度控制，以保证釉料表面比较平整，避免因温度过高而形成气泡，导致缩孔产生。
3、根据釉料的性能，科学组合漆料配比，使漆膜凝固速度和气泡退出速度可以得到较好的调节。
4、严格控制烘箱温度，避免漆膜受到温度和气压变化而出现缩孔及起皱现象。
阴极电泳漆在汽车涂装中主要作为底漆使用,在此基础上还要喷涂中涂和面漆。
一旦在阴极电泳漆涂装过程中产生缩孔,靠中涂是不能将其有效遮
盖的,这将直接影响面漆的质量。
因此,一旦发现阴极电泳漆产生缩孔,必须在喷涂中涂前进行打磨处理,这将花费人力和物力,造成产品生产费用的提高,生产率下降。
我公司生产的D310系列驾驶室是东风公司与日产柴联合开发的新一代驾驶室,代表着国际商用车的发展潮流,作为东风本部之外唯一授权生产分公司,在漆膜表面质量方面要求十分苛刻。
驾驶室表面油漆质量更直接关系到产品的品质,因此必须解决各种油漆质量问题。
缩孔产生的原因是焊接后的白件驾驶室将油污带入阴极电泳漆槽中,油污的存在使涂装阴极电泳漆后产生缩孔,与电泳漆不相容的油污粒子将成为
缩孔中心,进而造成烘干初期漆膜流平不均衡而产生缩孔。
油污进入电泳槽后极难去除,因此,解决缩孔问题需要从漆前处理工艺和阴极电泳漆工艺两方
面进行。
1电泳漆前处理的防治措施
1.1加强驾驶室焊接白件的预擦洗
我公司焊接所使用的白件由东风本部制作,用汽车运输到我公司,为了防止生锈,涂抹了防锈油,并且在生产过程中,使用了压延油,这些油污在长时间的运输过程中部分已经干涸,形成了顽固油渍黏附在白件上,这样的油污无法在脱脂槽内有效去除,油污必须在前处理工序用手工清除。
因此,我公司采用预擦洗剂对驾驶室焊接白件上的顽固油渍进行清除,保证顽固油渍在进入漆前处理之前已经清除干净,这大大减少顽固油污随驾驶室进入电泳槽的机会,消除了油污进入电泳槽的重要来源,从而使缩孔现象大为减少。
1.2延长脱脂时间
影响脱脂质量的因素取决于脱脂温度、脱脂时间、机械作用及脱脂剂材料等,为了更好的除去白件表面油污,在前处理的预脱脂及脱脂工序中,在其它工艺参数不变的情况下,延长了白件在脱脂槽中的浸泡时间,增加脱脂时间,就是延长了脱脂液与油污的接触时间,达到提高脱脂效果的作用,经过脱脂后水洗,白件表面的油污已经基本洗净。
1.3增加磷化处理后去离子水冲洗
我公司所用的阴极电泳漆是PPG公司提供的双组份油漆,按该公司的要求,驾驶室进电泳槽前进行的去离子水洗的滴水电导率要小于20μs/cm,去离子水槽的电导率要小于30μs/cm。
通过分析发现,在生产过程中,生产一定批量驾驶室后,去离子水槽水的电导率逐渐升高,说明槽液已经污染。
当有产生缩孔时,驾驶室去离子水洗后,经测定滴水电导率大于20μs/cm。
收集这种高电导率的水珠,通过试验证实,它是产生缩孔的原因之一。
针对这一情况,在驾驶室去离子水洗后,我们增加了驾驶室槽上喷淋新鲜去离子水(电导率小于10μs/cm工序,并且缩短去离子水洗槽的更换周期,使问题得到很好的解决。
2改变阴极电泳漆工艺解决措施
2.1适当降低电泳电压
通过改变电泳涂装体系极板上的接通电压,可以控制电泳涂装过程的成膜速度和沉积量。
电泳涂装过程的电压可使金属表面释放部分能量,由此产生的温度使阴极电泳漆在沉积过程中已经开始固化,这一不均匀的固化,特别是驾驶室浸入电泳漆时产生的气泡
被固化是金属表面产生缩孔的重要原因。
在保证漆膜厚度的前提下,适当降低电压(在工艺参数范围内可使缩孔的数量明显减少,且缩孔的大小明显缩小。
2.2提高固体质量分数、保持溶剂含量
在驾驶室涂装过程中,由于树脂和颜料不断在驾驶室表面沉积被驾驶室带走,所以电泳漆液的固体质量分数容易偏低。
通过观察,固体质量分数过低,达到工艺范围下限时漆膜会出现缩孔,因此应定期向槽液内补加高浓度颜料浆与树脂,保持电泳漆的固体质量分数在工艺要求范围内,保持在工艺范围的中限较好。
另外溶剂含量对槽液的稳定性、漆膜的平滑性及厚度均有较大的影响。
溶剂含量越过低,则漆膜薄且平滑性差,易造成缩孔及针孔现象,由于槽口敞开,溶剂容易挥发,因此要定期向槽液中补加溶剂。
通过试验研究及实际应用表明,单纯增大固体分或提高溶剂含量对于消除缩孔并非特别有效,提高固体质量分数和保持溶剂含量协同进行,取得了较好的效果。
2.3增强电泳后冲洗
驾驶室涂装后,多余的电泳漆,甚至含油污的电泳漆会附着在驾驶室底材表面。
如果仅按常规方法进行
涂装后冲洗,烘干后也会有出现缩孔。
因此增加电泳涂装后冲洗,可以尽可能清除驾驶室底材表面上多余的电泳漆,进而消除产生缩孔的因素,我们在电泳后进行槽上“0”次喷淋、UF1/UF2及去离子水3道浸洗,并且在最后一道去离子水洗时,增加了人工新鲜去离子水洗,对槽上喷淋喷不到的表面进行人工冲洗,起到了很好的冲洗效果。
3结语
除了上述措施外,在电泳漆槽液循环系统中放置吸油性强的过滤袋也是有效措施之一。
另外,检验烘干炉内是否干净,定期打扫除尘,检查烘干室的循环风内是否含油分及污物也是非常必要的。
总之,产生缩孔的原因是多方面的,通过以上研究,采取综合措施,可大部分消除我公司驾驶室阴极电泳漆膜的缩孔现象,大大提高了产品质量。
