引 言
電泳過程中磷化層和電泳層成膜質(zhì)量不僅決定了車身的防腐性能，同時(shí)還對涂裝中面漆車身的外觀有著至關(guān)重要的影響?？梢哉f，電泳車身質(zhì)量是汽車整車物化性質(zhì)的重要組成部份。因此，嚴(yán)格控制電泳漆膜質(zhì)量是前處理-電泳線工藝的重點(diǎn)工作。電泳漆膜顆粒、纖維、溢膠等質(zhì)量問題是目前行業(yè)內(nèi)面臨的共性問題，而這些又主要由生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)影響?？紤]到前處理電泳線各槽體區(qū)域相對封閉，外部污染源進(jìn)入槽體機(jī)會(huì)較少，在電泳過程中雜質(zhì)主要由白車身帶入槽體，是污染前處理電泳線各槽體槽液的重要原因之一。提升前處理白車身潔凈度進(jìn)而減少污染物的帶入量，能夠顯著降低員工打磨工作量，改善成品車外觀質(zhì)量。因此，本文主要針對白車身帶入雜質(zhì)進(jìn)行分析，對各因素從源頭進(jìn)行嚴(yán)格防治、改善和解決，這對于控制電泳質(zhì)量的良性循環(huán)具有良好的參考意義。
檢測分析結(jié)果顯示，由焊裝進(jìn)入涂裝車間的車身潔凈度影響因素包括焊球、油脂、涂膠溢膠、灰塵等，此類影響因素的產(chǎn)生受到人、機(jī)、料、法、環(huán)等各方面影響。陳磊、李平等人分別針對電泳漆膜缺陷類型進(jìn)行分析，結(jié)果表明：由于焊接工藝影響直接或間接導(dǎo)致的缺陷分別占比40%和81%，纖維分別占比18%和4%，考慮焊裝膠的影響，此影響因素占比高達(dá)到39%。為此，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注鐵屑，焊裝膠，纖維等影響因素，嚴(yán)格控制此類影響因素能夠顯著提升車身電泳漆膜質(zhì)量。圖1和圖2匯總了某段時(shí)間兩款車型白車身潔凈度質(zhì)量和車身前蓋顆粒狀態(tài)變化趨勢，可見漆膜質(zhì)量與潔凈度正相關(guān)。結(jié)合前處理-電泳段清潔容量和電泳質(zhì)量要求，公司嚴(yán)格制定白車身潔凈度工藝標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行潔凈度降低計(jì)劃，白車身潔凈度管控標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為低于5g/臺。本研究針對不同白車身影響因素和缺陷類型進(jìn)行總結(jié)分析。
圖1 白車身潔凈度管控變化趨勢
圖2 車身前蓋顆粒狀態(tài)變化趨勢
1、白車身潔凈度影響因素
1.1焊球、焊渣
焊球、焊渣一直都是白車身主要污染物，因焊球、焊屑導(dǎo)致的電泳漆膜缺陷數(shù)量也一直是占比最高，焊球、焊屑產(chǎn)生的最常見的質(zhì)量缺陷為電泳漆膜顆粒，也是造成電泳漆膜表面粗糙度增加的主要原因之一。圖3與圖4就是典型的因焊球、焊屑導(dǎo)致的電泳漆膜顆粒缺陷。
圖3 焊球?qū)е碌碾娪酒崮ゎw粒
圖4 焊屑導(dǎo)致的電泳漆膜顆粒
從實(shí)際的生產(chǎn)過程統(tǒng)計(jì)來看，焊渣、焊球的粒徑存在一定的差異。根據(jù)生產(chǎn)線工藝的不同，一般都會(huì)使用不同精度的過濾袋進(jìn)行過濾。像洪流、預(yù)脫脂、脫脂等槽體的過濾裝置能過濾大部份的焊球、焊屑。但同時(shí)，一些細(xì)小粒徑的焊球、焊屑會(huì)透過過濾袋，在槽體內(nèi)沉積，并隨著槽體內(nèi)循環(huán)吸附于車身表面和縫隙，隨車身進(jìn)入后序工藝，造成硅烷、電泳等槽體污染，進(jìn)而形成電泳顆粒等質(zhì)量缺陷。此類缺陷一般采用400或600砂紙等低目數(shù)砂紙進(jìn)行打磨處理，但會(huì)導(dǎo)致打磨區(qū)域電泳粗糙度的增加，進(jìn)而影響后續(xù)中面涂工序的車身質(zhì)量（比如車身短波），若需要重打磨，往往會(huì)打磨至漏鐵，這對于車身防腐造成嚴(yán)重影響。
1.2油脂
白車身潔凈度的另一個(gè)重要因素是油脂。一般而言，考慮到防腐等目的，白車身在沖壓前及沖壓的過程中都會(huì)使用了防銹油、拉延油等進(jìn)行處理。在焊裝車間，并不會(huì)對上述油脂進(jìn)行專門的處理，因此，進(jìn)入涂裝車間進(jìn)行生產(chǎn)的車身會(huì)存在較多的油污（見圖5），這對涂裝的除油提出了較高的要求。
圖5白車身內(nèi)板油污
常見的汽車涂裝生產(chǎn)線，一般會(huì)在前處理線配備預(yù)脫脂、脫脂工序，通過在槽液中添加脫脂劑、發(fā)泡劑等藥劑，對白車身油脂進(jìn)行皂化以達(dá)到除油的效果。若除油不徹底，油脂會(huì)隨車身夾帶至后續(xù)工序，進(jìn)而污染槽體。同時(shí)，在油脂的作用下，電泳過程中油污附著的地方會(huì)影響漆膜生成，進(jìn)而導(dǎo)致上漆不良或電泳縮孔等質(zhì)量問題。電泳縮孔往往需要進(jìn)行重打磨處理，對車身的防腐也會(huì)造成一定的影響。
1.3溢膠
白車身溢膠主要來自于焊裝車間，焊裝涂膠按功能主要分為結(jié)構(gòu)膠、減震膠、密封膠，折邊膠等，各類涂膠的應(yīng)用確保了車身的密封性，同時(shí)提升了車身的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，為汽車提供了密封性、減震性等功能。但目前的涂膠工藝還存在較多缺陷，無論是機(jī)器人還是人工，都無法對噴膠量和涂膠位置等做到精確控制，現(xiàn)場常以涂膠上限確保符合工藝要求。若涂膠偏少，則會(huì)造成空腔存液，后續(xù)電泳烘干過程中造成電泳二次流痕等問題，同時(shí)，滾邊等工藝易造成膠體溢出。
圖6白車身溢膠
溢膠會(huì)造成電泳車身局部電泳漆上膜不良或堵件安裝孔位堵塞。因此，白車身溢膠也是影響其潔凈度的重要原因。同時(shí)，由于白車身的涂膠一般未經(jīng)過烘干，在進(jìn)入涂裝車間前處理電泳線后，由于各槽體的噴淋壓力較大，會(huì)對溢膠部位進(jìn)行沖刷，導(dǎo)致膠體掉落至槽體內(nèi)，在后續(xù)的生產(chǎn)過程中，附著在車上而形成大塊的電泳渣等，后續(xù)電泳打磨等工序需要花費(fèi)較大的精力進(jìn)行打磨、補(bǔ)噴防銹底漆等。
1.4纖維、灰塵
白車身在行進(jìn)的過程中，環(huán)境中的灰塵、纖維等易沾染環(huán)境灰塵，纖維會(huì)掉落至車身，在油脂的粘附下難以脫落。此外，沖壓、焊裝工作人員衣服，手套，清理工具也會(huì)產(chǎn)生纖維、灰塵并掉落及吸附至白車身中。纖維、灰塵雖然在白車身的污染源中占比相對較少，但依然會(huì)造成電泳漆膜纖維、顆粒等質(zhì)量缺陷，也涉及到砂紙的打磨。
以上從白車身的生產(chǎn)工藝過程，梳理了白車身的主要污染物。以白車身預(yù)處理工序?yàn)榭刂乒?jié)點(diǎn)，首先通過分析各缺陷產(chǎn)生原因，對各影響因素產(chǎn)生根源制定相應(yīng)的改善措施，達(dá)到白車身污染物的防治與改善目的。以白車身表面可擦拭的污染物質(zhì)量總和＜5 g為控制標(biāo)準(zhǔn)。通過改善涂裝車間預(yù)處理的清潔能力，主要針對重點(diǎn)區(qū)域清理，規(guī)范清理過程和要素，實(shí)現(xiàn)槽體雜質(zhì)清除量≥污染物帶入量，提升車身表面電泳質(zhì)量。
2、產(chǎn)生來源和預(yù)防措施
2.1焊球、焊渣、鐵屑
產(chǎn)生來源：
（1）沖壓件加工中，由于未達(dá)到工藝和質(zhì)量要求，焊渣進(jìn)行打磨后鐵屑飛濺至工件上；
（2）焊裝車間中，焊接過程中產(chǎn)生的飛濺焊渣會(huì)掉落在車身的內(nèi)倉和空腔中；
（3）對于未達(dá)到焊裝質(zhì)量要求的焊點(diǎn)，或者焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力集中造成的局部變形需要進(jìn)行打磨；
（4）車門鉸鏈等結(jié)構(gòu)相對位移區(qū)域會(huì)相互磨損，產(chǎn)生碎屑和漆渣；
（5）鋼板縫、焊縫區(qū)域以及其他難以清理的雜質(zhì)容易積存。
解決及優(yōu)化措施：
（1）為了減少打磨量并及時(shí)清理，需要保持模具的潔凈度，避免鐵屑造成的沖壓件二次缺陷；
（2）定期更換焊鉗滑塊，避免大量飛濺焊渣；
（3）提升沖壓件的精度，避免匹配性差造成的焊接鐵屑增加；
（4）提升沖壓件的精度，避免匹配性差造成的焊接鐵屑增加；
（5）在焊裝指定區(qū)域安裝吸塵器、壓縮空氣等清理工具，并將潔凈度檢查納入作業(yè)指導(dǎo)方案；
（6）優(yōu)化車身清潔計(jì)劃，避免重復(fù)、無效清理；
（7）優(yōu)化車身瀝液孔位，便于焊裝焊渣、鐵屑清理及后續(xù)涂裝工藝瀝水；
（8）針對焊接過程中的飛濺焊渣問題，可以通過優(yōu)化焊接工藝參數(shù)和使用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)設(shè)備來減少飛濺的產(chǎn)生；
（9）涂裝車間可在洪流水洗（或預(yù)備水洗）、預(yù)備脫脂、脫脂等工裝安裝磁性過濾器或者懸液分離器，提升對槽液的過濾效果，提升槽液清潔度；
（10）可在電泳前各槽體底部及兩側(cè)、副槽底部等防止磁棒，吸附槽液中焊球、焊屑，通過人工使用高壓水槍的方式，定期對磁棒進(jìn)行清洗、更換；
（11）提升電泳前各槽體過濾袋精度，提升過濾效果，但此方法會(huì)增加過濾袋的用量；
（12）加大洪流水洗、水洗1、水洗2等水洗槽體換水及清洗的頻次，通過排放掉污染嚴(yán)重的槽液，減少對后工序槽液的污染。
2.2油脂
產(chǎn)生來源：
（1）沖壓車間加工過程中，會(huì)使用到潤滑油、拉延油等油品用于改善沖壓成型狀態(tài)；
（2）白車身板材在運(yùn)送及保存的過程中，為了避免生銹，會(huì)在上面刷涂一層防銹油。
解決及優(yōu)化措施：
（1）選用可清洗性較好的加工用油；
（2）優(yōu)化運(yùn)輸、保存的環(huán)境，降低環(huán)境相對濕度，盡可能減少防銹油的用量；
（3）根據(jù)涂裝車間的清洗能力和工藝特性，進(jìn)行油品選擇及制定用油標(biāo)準(zhǔn)；
（4）提升涂裝預(yù)脫脂、主脫脂的游離堿度，提升槽液溫度，縮短槽液更新周期；
（5）使用鍍鋅鋼板替代冷軋鋼板，降低運(yùn)輸、保存、沖壓過程中的用油量。
2.3涂膠溢膠
產(chǎn)生來源：
（1）裝配零件匹配若存在不良，板材縫隙較大或擠壓會(huì)造成涂膠偏少或溢出；
（2）由于膠體粘附性問題，造成涂膠缺陷；
（3）手動(dòng)涂膠過程中，未能準(zhǔn)確控制膠量及涂膠位置。
解決及優(yōu)化措施：
（1）優(yōu)化自動(dòng)涂膠的路徑和準(zhǔn)確度；
（2）提升設(shè)備穩(wěn)定性，優(yōu)化員工可操作性；
（3）保證板材的表面潔凈度，避免膠體粘附問題；
（4）保證焊件尺寸和精度的情況下，優(yōu)化裝配作業(yè)。
2.4纖維、灰塵
產(chǎn)生來源：
（1）作業(yè)環(huán)境中的塵土、打磨灰、纖維等污染物；
（2）工作人員衣服、鞋底灰塵帶入；
（3）擦布、拖把等清理工具掉落等。
解決及優(yōu)化措施：
（1）定期更換車間循環(huán)空調(diào)過濾網(wǎng)；
（2）定時(shí)針對產(chǎn)線表面、生產(chǎn)工具等清理；
（3）完善保潔工作和檢查制度，對于現(xiàn)場問題及時(shí)反饋處理；
（4）將清理工位進(jìn)行隔離，避免污染物的二次污染；
（5）定期維護(hù)通風(fēng)系統(tǒng)，定期更換過濾器。
3、車身預(yù)清理措施
3.1重點(diǎn)區(qū)域清潔
針對白車身潔凈度，本研究分別制定了上述相關(guān)措施，但若能在涂裝預(yù)清理工位對白車身的入涂質(zhì)量進(jìn)行管控，無疑是最經(jīng)濟(jì)、最有效的方式。預(yù)清理工位作為涂裝車間的門戶，也是涂裝車間第一道質(zhì)量控制點(diǎn)，在預(yù)清理工位對白車身潔凈度進(jìn)行管控及處理，一方面可以提升車身電泳后的總體質(zhì)量，另一方面也能減輕涂裝前處理電泳線對白車身污染物的處理壓力。一般來說，目前各大車企都會(huì)在預(yù)清理工位增加人工對車身表面重點(diǎn)區(qū)域的清理作業(yè)。常見的方式包括氣槍吹掃、黏性布擦拭、吸塵器吸附等。以進(jìn)一步控制白車身潔凈度，減少雜質(zhì)帶入量，從實(shí)際的白車身潔凈度的統(tǒng)計(jì)來看，重點(diǎn)清潔的區(qū)域包括以下幾個(gè)部位：前蓋，兩側(cè)車門，兩側(cè)車門鉸鏈區(qū)域，后蓋，頂蓋，頂蓋流水槽。上述部位均為白車身外表面，一般僅需通過擦布單方向沿區(qū)域清理進(jìn)行手工擦拭即可，通過定時(shí)定量更換擦布，提升清潔質(zhì)量。此外，像前蓋流水槽和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)艙區(qū)、前后地板等區(qū)域相對封閉，且焊縫較多，焊縫內(nèi)的焊渣、鐵屑很難通過黏性布進(jìn)行擦拭的方式進(jìn)行處理，可通過壓縮空氣吹掃配合吸塵器吸附的方式進(jìn)行處理。
3.2注意事項(xiàng)
對于預(yù)清理工位對白車身的清潔工作，在實(shí)際的操作過程中，應(yīng)當(dāng)注意避免清潔過程中因?yàn)椴僮骷白鳂I(yè)方式不當(dāng)導(dǎo)致的二次污染產(chǎn)生。比如，在清潔過程中，使用黏性布擦拭時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多細(xì)小纖維，影響漆膜的質(zhì)量。因此，在實(shí)際的操作作業(yè)過程中，員工需要注意避免車身邊緣與黏性擦布直接剮蹭，從而減少綁帶、擦布產(chǎn)生的細(xì)小纖維。同時(shí)，在對白車身大頂進(jìn)行清潔的過程中，還需要特別注意車頂流水槽及螺柱等位置，避免擦拭布碎屑掉落。這些細(xì)節(jié)問題看似微小，但對于車身漆膜的質(zhì)量和外觀卻具有重要影響，需要引起足夠的重視和關(guān)注。最后，由于白車身未經(jīng)過涂裝，內(nèi)外板存在較多尖銳、鋒利等邊緣，因此，在預(yù)清理工位對白車身進(jìn)行清潔的過程中，一定要佩戴好安全帽、防割手套、口罩等勞保用品，避免作業(yè)過程中，員工被刺傷、割傷等。
4、結(jié) 語
電泳漆膜是汽車車身表面涂裝過程中最為重要的一道工序，其質(zhì)量直接影響到后續(xù)整個(gè)車身涂裝質(zhì)量和車身外觀的美觀度。然而，電泳漆膜缺陷的出現(xiàn)卻常常給涂裝的生產(chǎn)帶來不小的困擾。白車身雜質(zhì)是電泳漆膜缺陷的重要污染來源，而其影響因素眾多，因此需要對雜質(zhì)和缺陷影響因素進(jìn)行全方位優(yōu)化和改善。白車身潔凈度不僅受到生產(chǎn)環(huán)節(jié)、工藝流程、操作技能等方面的影響，還與原材料的質(zhì)量、倉儲(chǔ)條件、物流運(yùn)輸?shù)确矫嫦⑾⑾嚓P(guān)。因此，需要從多個(gè)角度對白車身的潔凈度進(jìn)行改善?？傊?，優(yōu)化白車身潔凈度是防治電泳漆膜缺陷的重要措施之一。只有全方位進(jìn)行優(yōu)化和改善，從根源上預(yù)防和解決問題，才能保證電泳漆膜質(zhì)量的穩(wěn)定和可靠。
本研究針對白車身積極度的提升提出的改善建議，是基于作者長期從事涂裝前處理電泳工藝管理的作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行展開，但由于不同廠家的生產(chǎn)工藝存在差異，因此無法面面俱到，同時(shí)，上述措施由于工藝上的差異，在實(shí)際的執(zhí)行過程中的效果可能會(huì)出現(xiàn)差異。
作者 | 賴云飛，李文博，李文鵬，等（合眾新能源汽車股份有限公司，浙江桐鄉(xiāng) 214500）
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