汽車車身零件典型電泳附著問題分析

文山書院 2019-07-09

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汽車車身零件典型電泳附著問題分析
武曉靜，金喆民，顧國榮，樊慧軍　?。ㄒ黄? 大眾汽車有限公司，吉林長春 130011）

0 引言
現(xiàn)在汽車已成為社會和家庭的主要交通工具，汽車的安全性和質(zhì)量是衡量汽車品質(zhì)的重要因素，汽車車身的防腐和美觀也日益受到人們的關(guān)注和重視。而電泳涂層是車身最重要的防腐層，直接影響汽車的壽命和外觀。

1 汽車白車身零件典型電泳附著問題分析
在汽車主機(jī)廠涂裝車間，由于各方面原因，白車身局部零件會發(fā)生電泳附著問題。下面將分別對原材料、前序生產(chǎn)工藝缺陷和涂裝生產(chǎn)工裝保養(yǎng)不當(dāng)造成的幾種典型電泳附著問題進(jìn)行原因分析。
1.1 原材料
在涂裝車間生產(chǎn)過程中，偶然發(fā)現(xiàn)車身右側(cè)前機(jī)艙內(nèi)水盒板電泳后發(fā)生不沾漆現(xiàn)象（圖1）。
水盒板在電泳后發(fā)生不沾漆現(xiàn)象

通過掃描電鏡觀察問題批次零件磷化后（電泳前）的表面形貌，發(fā)現(xiàn)其磷化膜分布零散，有大部分表面未磷化上（圖2）。
問題零件的表面形貌

對問題批次零件的表面進(jìn)行能譜分析（EDS）（圖3）。由圖3 可見：零件表面除Zn 元素之外，還有大量Si 元素。
問題批次零件的能譜分析

綜上所述，問題批次零件的表面存在以Si 元素為主的封閉膜，使得零件在磷化過程中大部分表面未發(fā)生磷化，造成電泳后不粘漆問題。為了避免此類問題的發(fā)生，規(guī)定白車身零件禁止使用封閉，制定了《鍍鋅鋼板表面封閉膜判定方法》，對供應(yīng)商進(jìn)行培訓(xùn)，從而從根源上杜絕了此類題的產(chǎn)生。
1.2 前序生產(chǎn)工藝缺陷
涂裝車間生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)某前蓋鉸鏈支撐前蓋處發(fā)生電泳漆層脫落問題。
對問題件正常區(qū)域和折彎區(qū)域進(jìn)行劃格試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常區(qū)域劃格試驗結(jié)果合格，折彎區(qū)域劃格試驗結(jié)果不合格（圖4）。

通過顯微鏡觀察問題件折彎區(qū)域電泳后的截面，發(fā)現(xiàn)防護(hù)層脫落發(fā)生在鋅鎳合金鍍層（圖5）。
折彎區(qū)域截面

問題件折彎區(qū)域和正常區(qū)域電泳后的截面圖見圖6。
電泳后截面圖

由圖6 可見，折彎區(qū)域的鋅鎳合金層不致密，有很多橫向裂紋，且電泳層偏厚；正常區(qū)域的鋅鎳合金層均勻致密、無橫向裂紋，電泳層厚度合格。折彎區(qū)域的基材表面有劃痕等沖壓缺陷；正常區(qū)域的基材表面質(zhì)量良好，無缺陷。
綜上所述，問題件折彎區(qū)域發(fā)生電泳漆層脫落，這可能是由于零件折彎區(qū)域在沖壓過程中留有劃痕等沖壓缺陷，表面質(zhì)量差，導(dǎo)致鋅鎳合金層不致密，且該處在電鍍鋅鎳工藝中由于電流密度偏大，鍍層偏厚，結(jié)合力差，進(jìn)一步造成電泳漆層脫落問題。針對此問題，我們建議調(diào)整沖壓工藝，改善折彎區(qū)域的基材表面質(zhì)量；并調(diào)整電鍍鋅鎳工藝，降低折彎區(qū)域的電流密度，使鋅鎳合金鍍層厚度合格。
1.3 涂裝生產(chǎn)工裝保養(yǎng)不當(dāng)
在涂裝車間生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)某車型油箱口蓋在電泳后表面沒有電泳漆（圖7）。
油箱口蓋電泳后發(fā)生不沾漆現(xiàn)象

通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，問題零件表面只有均勻致密的磷化膜，與正常零件去漆后的表面磷化膜狀態(tài)一致（圖8）。
零件表面磷化膜狀態(tài)

通過檢查涂裝工藝發(fā)現(xiàn)，油箱口蓋通過夾具隨白車身進(jìn)行電泳，夾具與油箱口蓋通過3 個接觸點實現(xiàn)導(dǎo)電。夾具經(jīng)過涂裝工藝后表面有一層油漆層，未經(jīng)清洗即循環(huán)使用的夾具存在3 個接觸點均被油漆層覆蓋的現(xiàn)象（圖9）。
夾具的3個接觸點均被油漆層覆蓋

綜上所述，問題零件的磷化過程正常，電泳后零件表面無電泳漆，這是由于電泳過程中夾具不導(dǎo)電所致。提高涂裝車間夾具的清洗頻率后，此問題不再發(fā)生。

2 結(jié)語
（1）鍍鋅鋼板表面存在以Si 元素為主的封閉膜，造成零件在磷化過程中大部分表面磷化不上，進(jìn)一步造成電泳后不粘漆問題。
（2）零件表面在沖壓過程中如果留有劃痕等加工缺陷，表面質(zhì)量差，會導(dǎo)致鋅鎳合金鍍層不合格，結(jié)合力差，使涂裝過程中發(fā)生電泳漆層脫落問題。
（3）若零件通過與夾具間的導(dǎo)電實現(xiàn)電泳過程，則夾具與零件之間的導(dǎo)電性至關(guān)重要。保證夾具的清洗頻率可避免因夾具不導(dǎo)電而產(chǎn)生的電泳不沾漆問題。