新车型电泳流痕的分析与解决_王培询.pdf

王培询：新车型电泳流痕的分析与解决探索开发涂装技术电泳流痕是涂装车间常见的质量问题，是指车身经过电泳工序后，残留在车身孔隙处的电泳液，由于表面张力的作用不能有效排出，在后续车身电泳烘干中从缝隙处流出，残留在电泳漆膜上。电泳流痕需要打磨处理，不仅会增加打磨材料、人工等成本，还会对面漆质量造成影响，严重的甚至会导致车身返工，影响车间生产1。而电泳流痕产生的原因比较繁杂2-4，涉及多种工序，需要多部门协调配合，才能有效解决电泳流痕，进而优化电泳漆膜平整性，提高车身防腐性能5。本文针对新车型在试生产期间产生流痕的特定部位，主要集中在折边，门锁眼，门铰链，纵梁，钣金搭接等位置，从电泳参数，沥水机，烘干炉温度和风嘴，装焊胶，设计变更等方面入手，分析并制定相应的解决方案，减少了电泳流痕。1电泳流痕产生的区域以本公司某新车型为例，针对电泳流痕问题，以新车型电泳流痕的分析与解决王培询（北京奔驰汽车有限公司，北京101318）摘要：为解决新车型在试生产期间的电泳流痕问题，以车身设计开发、涂装工艺和装焊工艺为切入点，通过调整电泳工艺和电泳烘干室参数，优化装焊胶和零件匹配尺寸，减少甚至消除了特定部位的电泳流痕，进而保证车身质量，提高涂装车间的生产节拍。关键词：电泳流痕；车身设计；电泳工艺；装焊工艺中图分类号：TQ633.5+2文献标志码：文章编号：0253-4312（2023）02-0063-04doi：10.12020/j.issn.0253-4312.2022-329Analysis and Solution for Electrophoretic Flow Marks ofNew VehiclesWang Peixun（Beijing Benz Automotive Co.,Ltd.,Beijing 101318，China）Abstract：In order to solve the electrophoretic flow marks during the trial production of newvehicles，this paper took the body design and development，painting process and welding processas the entry point.By adjusting the parameters of the electrophoretic process and theelectrophoretic drying chamber，optimizing the sealer and the parts matching size，theelectrophoretic flow marks at specific parts were reduced or even eliminated.Thus，the quality ofthe car body was guaranteed and the production rhythm of the painting shop was also improved.Keywords：electrophoreticflowmarks；bodydesign；electrophoreticprocess；weldingprocess作者简介：王培询（1993），男，工程师，主要从事涂装车间建设规划、新车型项目开发、支具开发和16949文件审核。本文规范引用格式：王培询.新车型电泳流痕的分析与解决J.涂料工业，2023，53（2）：63-66.WANG P X.Analysis and solution for electrophoretic flow marks of new vehiclesJ.Paint&Coatings Industry，2023，53（2）：63-66.第53卷第2期2023年2月第53卷第2期2023年2月涂 料 工 业PAINT&COATINGS INDUSTRY63王培询：新车型电泳流痕的分析与解决探索开发涂装技术存有电泳积液的车身区域进行划分。1.1覆盖件折边新车型调试前期，由于冲压件间隙尺寸未调整好，装焊胶填充不到位，机盖前端折边、尾门折边等位置易残留电泳积液，其中机盖折边积液在烘干室热风环境下，易飘散在翼子板上，尾门折边积液易滴落在流水槽，产生的电泳流痕如图1所示。（a）机盖折边流痕（b）翼子板流痕（c）尾门折边流痕（d）流水槽流痕图1覆盖件折边积液导致流痕Fig.1Flow marks caused by liquid accumulation at the foldingedge of the cover1.2车门锁眼由于车门锁眼处的钣金搭接以及焊点位置的限定，以及装焊胶不能溢出孔径而影响总装装配，因此在门锁眼处填充的装焊胶不能完全填充好孔隙，使得孔隙中积液会在车身烘干时，流出飞溅到车身侧围。1.3钣金搭接在尾门流水槽、后侧围三角窗等钣金搭接区域残留的积液，飞溅到车身可视区域，产生电泳流痕。1.4零件设计由于产品设计，在车身某些特定部位会产生积液，导致流痕问题。后门铰链与车门贴合的部位不平整，纵梁板材间隙较小，且排液孔数量少等，这些位置易残留积液，当车身在电泳烘干中，电泳液流出，在烘干室热风吹扫下，电泳液飞溅到车身可视区域形成流痕，如图2所示。2影响车身电泳流痕的因素及解决方法不同生产线，不同车型，存在的电泳流痕问题也不相同。若想快速高效解决流痕问题，可以首先考虑涂装工艺，充分论证后，方可推动其他部门协作。2.1电泳工艺优化调整2.1.1电泳槽液参数优化某新车型在试生产期间，尾门流水槽流痕较多，流痕率为43%。该车型所在车间前处理、电泳线采用的是Ro-Dip 360翻转式输送系统，车身在经过电泳后，有3道超滤液清洗和1道纯水浸洗。为考查车身电泳漆膜的冲洗效果对电泳流痕的影响，将每天跟踪测量首车的滴落水固体分作为冲洗效果评价指标，比较优化前后流痕率，结果见表1。优化方法为改变电泳最后一道水洗工位的工艺参数，将新鲜纯水补加量由5.6 m3/h增加至8 m3/h，出槽喷淋压力由80 kPa增加至120 kPa。表1首车滴落水固体分Table 1The solid content of the first vehicle drop项目固体分/%统计车数/台流痕车数/台流痕率/%第1天第2天第3天第4天第5天平均值优化前0.10.20.230.30.320.231 23853543优化后0.020.070.070.080.120.071 13446441由表1可知，随着生产的持续进行，车身滴落水的固体分呈上升趋势。优化后的车身滴落水固体分平均值约为优化前的1/3，但车身滴落水固体分的减少对流痕影响不大。2.1.2电泳沥水机优化沥水机沥水是电泳车身进入烘干室前的最后一道工序，该工序目的是尽可能减少车身所携带的电泳积液。沥水时间过短会导致积液不能有效排出，进而产生各种流痕问题。本文通过提高沥水时间，减小流痕问题。将沥水机的生产节拍由50 JPH调整为44.3 JPH（与电泳（a）后门铰链流痕（b）后门内板流痕图2车身零件积液导致流痕Fig.2Flow marks caused by fluid accumulation at the body parts64王培询：新车型电泳流痕的分析与解决探索开发涂装技术烘干室节拍一致），可增加9 s沥水时间；将沥水机工作频率由 33 Hz 提高到 49 Hz，沥水机抬升时间由16.5 s减少为14 s，下降时间由16.5 s减少为14 s，累计增加5 s沥水时间；优化沥水机减速开关和到位开关的距离，其中沥水机上部到位开关与减速开关的距离由334 mm减少为213 mm，沥水机下部到位开关与减速开关的距离由316 mm减少为173 mm，使得沥水机抬升时间由14 s减少为11 s，下降时间由14 s减少为10 s，累计增加7 s沥水时间；通过以上3种措施，电泳沥水时间由1 s提高到了22 s。考察优化前后沥水机参数和流痕率，结果见表2。表2沥水机参数优化Table 2Optimization of the draining equipment项目时间/s统计车数/台流痕车数/台流痕率/%进沥水机定位器锁紧抬升停留下降定位器解锁出沥水机优化前16316.5116.53161 13446441优化后163112210316202199由表2可知，沥水时间优化后流痕率显著减少。2.2电泳烘干室优化2.2.1电泳烘干温度优化电泳烘干室预升温阶段100110 之间保持时间越长，越容易让残留的电泳积液中的水分尽可能多地挥发掉，使得夹缝处的积液不易流出，进而减少车身的电泳流痕。为进一步降低尾门流水槽流痕率，调整电泳烘干炉参数。表3为优化前后电泳烘干炉参数和尾门流水槽流痕率。由表3可知，经过电泳烤箱烘干室预升温阶段的优化，尾门流水槽流痕得到了较大改善，流痕率进一步降低为3%。2.2.2电泳烘干室风嘴优化某车型在调试阶段，发现后门内板下部存在大量的流痕点。为了确认流痕来源，通过使用双组分修补胶堵住某一纵梁排水口，确保积液不会从此处排水口流出，发现内板处的流痕点消失，将纵梁剔试后，可以明显看到电泳液在此处堆积，最终确认了流痕的来源。分析此问题，初步结论是装焊涂胶过长，单件在安装和电焊后，胶线受到挤压，阻碍了电泳液的排放。然而通过优化纵梁处的装焊胶胶量，降低烘干风速，发现均不能解决此问题，因此只能从电泳烘干室风嘴入手。针对小风嘴吹扫电泳残液的问题，通过将风嘴遮蔽，降低风机频率，保证其余风嘴的风速不变的情况下，有效解决了从纵梁排水口处流出的电泳残液被吹扫到车门内板的问题，车门内板处的电泳流痕从50%减少到了5%。2.3装焊工艺优化对于折边或钣金搭接处的流痕问题，主要方向为调整装焊工艺，避免电泳液积存在折边或钣金的缝隙处，从而消除电泳流痕。实验主要从胶量，胶轨迹和板材间隙尺寸3个方面进行调整。2.3.1装焊胶量优化（1）折边缝隙。对于装焊工艺，折边缝隙没有装焊胶填充，就会有流痕产生。因此针对折边缝隙处的电泳流痕，可以优先考虑优化胶量来解决电泳流痕问题。（2）车门锁眼。针对车门锁眼处流痕，可通过填充直角转弯处的胶量，避免锁眼处积存电泳液，彻底消除车门锁眼处流痕。（3）三角窗。在进行某款车型项目时，该车型经过电泳烘干后，左右后三角窗位置处100%出现电泳流痕，分析发现此位置侧围外板和三角窗连接板两个零件合拼后存在2 mm的间隙，为消除此间隙，协调工装同时调整了零件合拼尺寸，同时协调冲压优化了侧围外板三角窗位置的翻边状态，但验证后此问题依然存在。通过对三角窗位置进行设计结构分析，发现三角窗连接板存在涂胶工艺，与侧围外板合拼后形成表3电泳烘干温度优化统计表Table 3Statistical data of electrophoresis dryingtemperature optimization项目温度/统计车数/台流痕车数/台流痕率/%预升温1区预升温2区预升温3区预升温4区优化前809090100202199优化后10510511012042012365王培询：新车型电泳流痕的分析与解决探索开发涂装技术了一个密封空腔，经过电泳工艺，部分电泳液会存在此空腔内，电泳加热后产生了流痕。于是对三角窗连接板的涂胶工艺进行了产品变更，将一段连续的涂胶切分成两段涂胶，便于电泳液流出。2.3.2装焊胶轨迹优化针对左前门钣金搭接处的流痕问题，需要调整胶线的位置。如图3所示，将胶线从黑色虚线位置，调整到绿线位置。在车身电泳并剔试后，可确认此处间隙已被装焊胶填充，没有电泳液的积存，电泳流痕率从44%减小到5%。图3装焊胶轨迹优化Fig.3Optimization of sealer track2.3.3装焊钣金间隙优化在某些钣金搭接处，是通过点焊连接，而非胶连接。针对这些位置，需要合理设计钣金间隙，做好零件尺寸匹配。某车型尾门流水槽钣金处出现流痕，将钣金间隙由2 mm优化至1 mm以内，流痕得到极大改善，流痕率从20%降低到4%。2.4纵梁设计针对某车型经电泳烘干纵梁板材间隙变大，电泳积液流出，在烘干热风的吹扫下飞溅到车门内板处的问题，对比了本车间生产的3种车型（A、B和C）纵梁处流痕状态，3种车型纵梁的相关参数如表4所示。表4不同车型纵梁处的参数对比Table 4Comparison of parameters at longitudinalbeam of different vehicles项目单侧排液孔/个排液孔直径/mm内外板间隙/mm流痕率/%A6311.360B826210C183320由表可知，对比A，B两种车型，排液孔个数及其直径大致相当，内外板间隙对电泳流痕的产生有较大的影响，内外板间隙为2 mm的车型的流痕率约为1.3 mm的1/6；对比B，C两种车型，内外板间隙均为2 mm，排液孔直径大致相当，排液孔的数量由8个增加到18个时，可以有效解决流痕问题。由此发现，当排液孔直径大致相当时，增加内外板间隙尺寸和排液孔个数，可以减少纵梁流痕率，但前者效果更为明显。2.5铰链零件优化针对左右后门铰链流痕严重的问题，通过现场调研发现，目前使用的铰链有一个闭合的形态，并在此基础上又新增了2个凸台，后将铰链的凸台取消，仅保留闭环的部分，进行流痕测试，见图4。（a）优化前（b）优化后图4后门上铰链Fig.4Rear door upper hinge取消凸台后，铰链的流痕率由 60%减少为 4%，且流痕形态变得轻微，铰链流痕得到了有效控制。3结语电泳流痕一直是涂装车间的质量问题。本文针对新车型在试生产阶段产生的电泳流痕问题进行系统性研究，通过优化电泳水洗工位参数、沥水机参数、电泳烘干温度和风嘴、装焊胶、纵梁尺寸和铰链零件的参数等，减小甚至消除频发且位置固定的电泳流痕。此外，对每条生产线，每款车型电泳流痕发生位置、产生原因不同，只有对每处流痕进行分析验证，才能有效解决。参考文献 1 孙浩，杨忠，王剑，等.电泳二次流痕问题简析J.电镀与涂饰，2020，39（18）：1284-1290.2 何杰，叶卓成，尹鹏.白车身车门铰链电泳流痕的解决方案J.汽车实用技术，2017（18）：223-224.3 赵晓峰，张霆.浅谈电泳流痕综合治理J.现代涂料与涂装，2016，19（4）：67-71.4 赵亮伟，武大江，邱少伟.压合边电泳流痕产生原因及治理J.现代涂料与涂装，2019，22（1）：46-49.5 李梁，王磊.车身电泳流痕产生原因分析与防治J.涂料工业，2020，50（4）：76-80.收稿日期2023-02-01（修改稿）66