驾驶室车门上铰链电泳流痕的解决

李永哲（陕汽集团商用车有限公司，陕西 宝鸡 721013）摘要：针对车门上铰链区域的电泳流痕问题，分析原因，通过优化生产过程和零件结构，采用增加吹水和取消空腔增加导流槽的工艺方法，有效地去除了电泳液的积存，解决了电泳流痕产生的问题。关键词：铰链；电泳流痕；解决方案0 引言电泳流痕又称电泳流水痕，是电泳零部件经过UF清洗、烘干所得电泳漆膜表面，在油漆件的缝隙结构处产生的漆液流痕。电泳流痕是汽车电泳件涂装生产环节常见的表面质量缺陷，在驾驶室的顶盖、车门铰链、引擎盖铰链等存在半封闭空间的零部件表面比较多见。电泳件外表面的流痕，由于中涂层和面漆层无法有效的遮蔽，严重影响零件表面外观质量，因此必须安排打磨以消除零件表面缺陷。电泳流痕打磨耗费大量的人力、物力，严重影响涂装生产节拍，甚至造成压线，而且增加了制造成本。因此，解决电泳流痕问题对于提高涂装表面质量、降低成本、提升生产线平顺性有着重要意义。电泳流痕表现形式复杂多样，有的呈泪痕状，有的呈喷射分散状。引发电泳流痕的原因有多种，要解决这个问题必须通过真相调查，分析原因，制定有效多的解决方案，不仅要从涂装材料、涂装工艺、涂装设备上进行分析，还要从设计结构、工艺过程等方面进行分析、排查。本文以驾驶室车门上铰链为例，分析车门上铰链区域电泳流痕成因，通过对零件结构和生产过程进行优化，最终解决了电泳流痕问题。我公司生产的商用车MV驾驶室，已生产20万台以上，技术状态已固化，但由于近年来产量增加，为了提升生产线的产能，提高了生产线链速，并对电泳线各工序时间进行了优化，这样驾驶室在电泳烘干后，车门上铰链下方表面区域出现了白色或淡黄色电泳流痕，产品综合缺陷率达到了80%以上。电泳流痕的缺陷严重影响漆面外观质量，在面漆工序前必须进行打磨消除，程度较轻的流痕需要用砂纸人工打磨，程度较重的流痕需要用设备打磨。不管人工打磨还是设备打磨，都属于非正常的生产工艺，消耗人力物力，严重影响生产节拍，同时也增加了涂装制造成本。1 调查分析1.1 工艺流程白车身上件→预处理→热水洗→预脱脂→脱脂→水洗1→水洗2→表调→磷化→水洗3→水洗4→纯水洗→阴极电泳→UF1→UF2→纯水洗→沥干、转挂→电泳烘干。1.2 原因分析1.2.1 机理分析驾驶室白车身经过电泳后，会依次经过超滤浸洗、超滤喷淋、纯水洗、浸泡清洗、沥干、电泳烘烤工艺。白车身在电泳过程中，由于零部件夹缝和内部空腔的影响，表面液体张力变化，少量的槽液残留在车身钣金缝隙或零件间隙中，在电泳烘干过程中，因为温度急剧升高表面张力变小，从零件缝隙或间隙中沸腾挤出到车身表面，形成电泳流痕。1.2.2 真因调查从生产线抽取发生电泳流痕的驾驶室，拆卸铰链，观察铰链内部流痕状态，通过对多台发生流痕驾驶室的分析，查找车门上铰链区域电泳流痕产生的原因。将铰链拆卸后发现，钣金与铰链安装面的缝隙和空腔区域有液体流动的痕迹，残留的槽液主要存在于：钣金与铰链安装面的缝隙和铰链内部的涂胶空腔及螺栓固定孔。电泳过程中少量槽液进入铰链空腔和螺栓固定孔，沥干、吹水工艺并不能完全消除这些残留的电泳液。电泳烘干时，零件表面残留槽液张力随温度的升高而减小，随着温度急剧升高，槽液沸腾挤出形成电泳流痕。2 解决方案在明确了电泳流痕成因后，解决车门上铰链处电泳流痕问题的关键在于消除铰链缝隙及空腔残留的电泳槽液，解决的思路包括：消除铰链与钣金结合面间隙中积存的电泳液；去除铰链空腔和螺栓固定孔中已积存的电泳液。首先，考虑优化生产过程，在沥水工序增加人工吹水，利用压缩空气吹净铰链及固定螺栓附近驻留的液体，消除缝隙的电泳液残留。其次，针对铰链内部的涂胶空腔及螺栓固定孔积存的电泳液，考虑优化零件结构，增加导流槽，来消除铰链空腔及螺栓固定孔中残留的电泳液。2.1 增加驾驶室吹水工艺依据电泳流痕可能产生的原因，分别从涂装工艺、涂装设备上进行调整，观察电泳留痕的变化。1）在电泳沥水工序增加吹水工艺，重点对铰链安装面和固定螺栓周围缝隙进行吹水，表面缺陷率有所降低，并有好展。2）电泳后更换各清洗槽槽液，加强水洗，电泳流痕有改善，但经过2天后流痕问题又重复出现。3）调整前处理电泳各槽工艺参数和喷淋设备的喷淋参数均无明显效果。4）调整生产节拍、延长电泳后沥水时间或者烘房的升温时间，表面缺陷率降低，有改善但不能彻底解决问题，而且严重影响产能，不予采纳。通过以上的试验验证，确定在电泳沥水后对铰链安装面和固定螺栓周围缝隙增加吹水工艺。电泳最后一道纯水洗后设有沥水工艺，积存在铰链安装面和固定螺栓周围间隙的液体，因毛细虹吸作用短时间内很难沥出，采用压缩空气对铰链安装面和固定螺栓周围缝隙的电泳液进行吹净，加快残留电泳液的沥出，消除或减少电泳液的残留量。试验数据表明，在铰链周围增加吹水工艺，电泳流痕发生率降低了25%，但仍然不能完全消除电泳流痕。2.2 优化零件结构增加导流槽为了有效去除铰链涂胶空腔和螺栓固定孔的残留电泳液，对铰链原有结构进行了优化，增加导流槽，通过3次对比试验验证，最终确定铰链优化解决方案。2.2.1 试验验证1）铰链空腔中间开通槽工艺方案：在铰链安装面中间加工通槽，优化涂胶工艺，同时增加吹水工序。按正常工艺安装铰链后电泳，安排进行10台份的小批量工艺验证。试验记录：10台驾驶室电泳后流痕情况，5台驾驶室左侧有一根10 cm流痕，右侧无，3台有轻微点状流痕，且流痕都从内侧螺栓孔流出，2台无流痕。结论与建议：根据方案验证情况，考虑进一步的优化方案。建议：铰链内部去除空腔；沿螺栓固定孔中心线开通槽。2）沿螺栓固定孔中心线开通槽工艺方案：沿螺栓固定孔中心线开通槽，不涂胶，同时增加吹水工序。按正常工艺安装铰链后电泳，安排进行20台份的小批量工艺验证。试验记录：20台驾驶室的电泳后流痕情况记录，16台无流痕，4台右侧有点状轻微流痕。结论与建议：4台右侧有点状轻微流痕，其主要原因是铰链内部仍然存在空腔，致使少量电泳液残留，产生电泳流痕。建议：铰链内部去除空腔；考虑通槽影响铰链强度的因素，建议沿螺栓固定孔开非贯通式的导流槽。3）沿螺栓固定孔开非贯通式的导流槽，同时取消铰链空腔工艺方案：取消铰链涂胶空腔，沿螺栓固定孔开非贯通式的导流槽，即从上安装孔开半圆弧的导流槽至铰链底部，不再涂胶，同时增加吹水工序。按正常工艺安装铰链后电泳，安排进行10台份的小批量工艺验证。试验记录：10台驾驶室电泳后流痕情况记录见表1。表1 10台驾驶室电泳后流痕情况记录钢体号左侧右侧结论44442MXH无无合格44443MXH无无合格44444MXH无无合格44445MXH无无合格44446MXH无无合格44447MXH无无合格44448MXH无轻微合格44449MXH无无合格44450MXH无无合格44451MXH无无合格结论与建议：沿螺栓固定孔开非贯通式的导流槽，同时取消铰链空腔，基本解决了车门上铰链电泳流痕，效果良好，方案可行。1台单侧有点状轻微流痕，主要原因为导流槽开槽不规范，深浅不一，电泳后堵塞，不能很好地引流导致。2.2.2 最终解决方案综上所述，考虑到开槽影响铰链强度的因素，进行了CAE分析，开非贯通式的导流槽铰链强度没有受到多大影响。从成本方面，人工吹水工艺由沥水转挂人员进行，并未增加成本，铰链的优化加工由供应商负责，也不增加主机厂的加工成本。通过对比分析，从工艺效果、成本、加工难度考虑，最终确定吹水+取消空腔增加导流槽的工艺方案。3 结语针对驾驶室车门上铰链区域的电泳流痕问题，通过对发生流痕的铰链拆卸，分析原因，发现铰链内空腔和螺栓固定孔积存电泳液，进而在电泳烘干过程中产生电泳流痕。通过试验验证，综合分析，确定采用“吹水+取消空腔增加导流槽”的方案，能很好地解决车门上铰链电泳流痕的产生。（详见《现代涂料与涂装》2020-9期）现代涂料与涂装1995年创刊国内外公开发行国内涂装行业唯一的国家级期刊国内涂装报道量最大的科技期刊面向汽车、轨道交通、工程机械、船舶、家具、3C、航空航天等各行业涂装工程师★精准定位涂料涂装工程师★涂料、涂装、设计、设备上下游共同配合，实现完美涂层！公众微信平台电话：[phone] 8493208