安 然，曹曉星 （上汽大眾汽車有限公司南京分公司，江蘇南京 211100）

0 引言

由于電泳車身門檻部位的特殊性，在新工藝下，電泳涂裝過(guò)程中門檻位于槽體的上部且會(huì)受到四門的遮擋作用，因此阻礙了漆膜的上電，導(dǎo)致出現(xiàn)門檻部位膜厚較其他部位偏薄的現(xiàn)象，為了保證門檻的電泳膜厚，必須提高車身整體的電泳膜厚，同時(shí)也增加了材料消耗。針對(duì)這一問(wèn)題，考慮對(duì)特殊位置增加表面漂浮陽(yáng)極，在保證其他部位膜厚不變或降低的情況下，提高門檻局部車身的膜厚，進(jìn)而降低車身的電泳漆單耗。增加表面漂浮陽(yáng)極是提高電泳車身膜厚的整體均勻性，降低單耗等的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。

1 表面漂浮陽(yáng)極的過(guò)程分析及實(shí)施

下面對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中遇到的一些重點(diǎn)問(wèn)題逐一進(jìn)行介紹。

1.1 表面漂浮陽(yáng)極的設(shè)計(jì)

某油漆車間電泳線采用的是Ro-Dip系統(tǒng)（全旋反向浸漬輸送系統(tǒng)），車身在槽體內(nèi)通過(guò)與陽(yáng)極板的相互作用使得本體上膜。由于車身門檻位置的特殊性，它在上膜過(guò)程中受到門板的遮擋，且在槽內(nèi)處于槽體的偏上部位，使得門檻處的膜厚較其他部位低很多。陽(yáng)極板的單獨(dú)作用如圖1所示。

圖1 陽(yáng)極板的單獨(dú)作用Figure 1 Single function of anode plate

車身的上膜過(guò)程是車身本體通過(guò)與槽內(nèi)陽(yáng)極板的相互作用產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，從理論上講，每塊陽(yáng)極板在槽體內(nèi)的電場(chǎng)分布是比較均勻的，如果僅改變槽體的整體施工條件，如電壓、溫度等，是不可能在保持車身整體膜厚不變或減小的情況下來(lái)提升門檻處的膜厚的，因此必須通過(guò)一種裝置，使得它僅對(duì)門檻位置起到增加電場(chǎng)的作用，或者說(shuō)對(duì)門檻位置的作用較車身其他部位更為顯著，這樣才能達(dá)到預(yù)期的效果。

將增加的陽(yáng)極設(shè)計(jì)為管式陽(yáng)極，并將其橫向放置，每根陽(yáng)極管的電路接入原始相應(yīng)區(qū)域的電氣柜，即與陽(yáng)極板使用相同的電壓對(duì)車身進(jìn)行上電作用，陽(yáng)極液也同樣并入原始陽(yáng)極系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)理論分析與實(shí)際測(cè)試，排除了超壓與過(guò)流等因素，確保了實(shí)行表面漂浮陽(yáng)極的可實(shí)施性，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，通過(guò)幾輪樣件的制作和試用，最終確定每根陽(yáng)極管的長(zhǎng)度為2 m，并將其安裝在門檻位置，使得門檻部位在車身本體上膜時(shí)受到陽(yáng)極板和陽(yáng)極管的雙重作用，從而增加了門檻部位的局部電場(chǎng)強(qiáng)度，見(jiàn)圖2。

圖2 陽(yáng)極板和表面漂浮陽(yáng)極的雙重作用Figure 2 The dual role of anode plate and floating anode

1.2 表面漂浮陽(yáng)極安裝方式的設(shè)計(jì)

由于停產(chǎn)時(shí)間較短，而且調(diào)試過(guò)程必須在滿線的條件下進(jìn)行，才能較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)表面漂浮陽(yáng)極的作用效果。但是不可能在每次調(diào)試時(shí)都將電泳主槽排空后進(jìn)行，這樣既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且這也是生產(chǎn)所不允許的，因此要求所增加的表面漂浮陽(yáng)極的固定方式是可以在生產(chǎn)過(guò)程中或利用生產(chǎn)小間歇進(jìn)行調(diào)整的，從而方便后期的運(yùn)行效果的調(diào)試。

通過(guò)不斷嘗試，最終確定了表面漂浮陽(yáng)極的固定方式，采用整體鋼架進(jìn)行固定（圖3），將鋼架固定在陽(yáng)極板之間的空隙處，防止漂浮陽(yáng)極在槽體內(nèi)因?yàn)檠h(huán)槽液的作用造成位置不固定，磕碰到車身本體，造成安全事故。漂浮陽(yáng)極的方向調(diào)整通過(guò)導(dǎo)軌的方式進(jìn)行實(shí)施，本項(xiàng)目由于施工時(shí)間不允許，僅將漂浮陽(yáng)極固定在了整體鋼架上面，未在鋼架上安裝滑動(dòng)導(dǎo)軌，這也是后續(xù)有待改進(jìn)的地方。

圖3 表面漂浮陽(yáng)極的固定Figure 3 The fixing of floating anode

1.3 表面漂浮陽(yáng)極安裝區(qū)域及數(shù)量的確定

該油漆車間電泳車身上電過(guò)程共分4段，上電時(shí)間較長(zhǎng)且電壓較高，對(duì)車身膜厚的影響也更為顯著，將表面漂浮陽(yáng)極分布在第2段、第3段和第4段上電區(qū)域（圖4），其中第2段電壓區(qū)增加兩對(duì)，第3段電壓區(qū)增加4對(duì)，第4段電壓區(qū)增加2對(duì)，共8對(duì)16根表面漂浮陽(yáng)極，并將其中2對(duì)表面漂浮陽(yáng)極安裝在電壓跳躍點(diǎn)位置，以加強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)門檻部位的影響。

圖4 表面漂浮陽(yáng)極的分布位置Figure 4 The distribution position of floating anode

1.4 表面漂浮陽(yáng)極的在線調(diào)試

1.4.1 表面漂浮陽(yáng)極使用情況的確定

在每個(gè)表面漂浮陽(yáng)極管上安裝了電流器，以便跟蹤其在發(fā)揮作用時(shí)的使用狀況。在車身經(jīng)過(guò)電泳槽體不同電壓段時(shí)，16根表面漂浮陽(yáng)極的電流情況見(jiàn)表1，經(jīng)與廠家的共同確定，表明這16根表面漂浮陽(yáng)極的運(yùn)行狀態(tài)良好。

表1 表面漂浮陽(yáng)極的電流值Table 1 The current value of floating anode

1.4.2 膜厚對(duì)比

在保持原始條件（包括電壓、槽液溫度等）不變的情況下，對(duì)整車膜厚進(jìn)行測(cè)量并對(duì)比，發(fā)現(xiàn)安裝表面漂浮陽(yáng)極后，整車膜厚基本維持不變，但門檻處的膜厚并未像預(yù)想的那樣有較明顯的提升，考慮對(duì)電壓、溫度等方面進(jìn)行輔助調(diào)整，使漂浮陽(yáng)極發(fā)揮最大的效應(yīng)。

1.4.3 電壓的調(diào)整

對(duì)表面漂浮陽(yáng)極影響最大的因素就是電壓，但是升高電壓，必將帶來(lái)電流的升高，為確保表面漂浮陽(yáng)極在電壓升高情況下的使用安全性，在每個(gè)表面漂浮陽(yáng)極上安裝了限流器。電壓增加后的膜厚對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 電壓增加后的膜厚對(duì)比Table 2 The film thickness comparison after increasing voltage

由表2可見(jiàn)，若將某段電壓升高，門檻在受到陽(yáng)極板和表面漂浮陽(yáng)極的雙重作用下的膜厚與車身整體膜厚的升高幅度很接近，即增加表面漂浮陽(yáng)極產(chǎn)生的效果較之前僅由陽(yáng)極板單獨(dú)作用時(shí)要大很多，這也就說(shuō)明通過(guò)表面漂浮陽(yáng)極的作用，使得參數(shù)調(diào)整的空間變大了，為提高整車膜厚的均勻性并降低電泳單耗提供了有利的武器。

雖然表面漂浮陽(yáng)極是有作用的，但是增加電壓的同時(shí)也增加了陽(yáng)極板的作用，即車身整體膜厚也會(huì)隨之變化，是否可以只增加表面漂浮陽(yáng)極的作用但陽(yáng)極板作用不變呢？于是我們做了如下試驗(yàn)。

考慮到電壓的調(diào)整不能過(guò)大地影響車身的整體膜厚且電流不能過(guò)大，先將上電時(shí)間較短的第4段電壓區(qū)域的一對(duì)陽(yáng)極板拆除（接電處用膠帶進(jìn)行絕緣），即改變了槽體內(nèi)的陽(yáng)極比，使得新增表面漂浮陽(yáng)極的效果更為突顯，但結(jié)果不理想；后續(xù)將第4段和第3段的兩對(duì)陽(yáng)極板進(jìn)行了簡(jiǎn)單的拆除（使用同一整流柜），發(fā)現(xiàn)膜厚也未達(dá)到預(yù)期的效果，同時(shí)由于實(shí)際生產(chǎn)的限制，也不可能拆卸過(guò)多的陽(yáng)極板進(jìn)行試驗(yàn)，所以考慮通過(guò)其他方法對(duì)改進(jìn)效果進(jìn)行優(yōu)化。

因?yàn)楸砻嫫￡?yáng)極分別加在3個(gè)不同的電壓區(qū)域，所以驗(yàn)證電壓?jiǎn)栴}到底對(duì)哪個(gè)區(qū)域的影響更大，這將是達(dá)到預(yù)期效果的關(guān)鍵，電壓組合試驗(yàn)見(jiàn)表3。

表3 不同電壓的組合試驗(yàn)Table 3 The tests of different voltage combination

1.4.4 槽液參數(shù)的調(diào)整

對(duì)槽液參數(shù)的調(diào)整進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)升高溫度、提高固體分含量并升高液位再結(jié)合電壓的調(diào)整，對(duì)整車膜厚的均勻性也可起到一些輔助作用，從而得到一套適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的施工參數(shù)（表4）。

表4 現(xiàn)場(chǎng)施工參數(shù)對(duì)比Table 4 The comparison of site construction parameters

2 表面漂浮陽(yáng)極的效果

增加表面漂浮陽(yáng)極的經(jīng)濟(jì)性及必要性主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：一是電泳膜厚整體的均勻性，二是電泳單耗的下降。

2.1 電泳膜厚整體的均勻性

通過(guò)增加表面漂浮陽(yáng)極使得電泳車身膜厚的整體均勻性得到了提升，車身門檻的膜厚由之前的平均24 μm左右上升至平均25～26 μm，而車身整體膜厚由之前的平均29 μm左右下降到平均28 μm左右，如圖5所示。

圖5 車身電泳膜厚對(duì)比Figure 5 The film thickness comparison of vihicle bodies

2.2 電泳單耗的下降

通過(guò)對(duì)表面漂浮陽(yáng)極的不斷優(yōu)化，電泳單耗下降約0.4 kg/車，從而節(jié)約成本5.1元/車，為車間減少運(yùn)行成本近120萬(wàn)元。

3 結(jié)語(yǔ)

表面漂浮陽(yáng)極的使用提高了電泳整車膜厚的均勻性，保證了電泳車身防腐性能的穩(wěn)定，同時(shí)降低了電泳單耗，為油漆車間節(jié)約了運(yùn)行成本。以上是在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中積累的一些經(jīng)驗(yàn)，希望將此推廣至后續(xù)使用表面漂浮陽(yáng)極的車間，以提高工作效率。