车身前盖内板电泳气泡孔问题的解决

赖云飞，裴一庆，贾永红，许能才，刘立飞，周磊，李文鹏

合众新能源汽车股份有限公司，浙江 桐乡 314500

随着汽车应用的普及，汽车的使用量越来越大，用户对车身品质的要求也越来越高。车身防腐关系到车身寿命，在成为用户重点关注项的同时，更是主机厂重要管控的指标之一，通常通过整车盐雾循环交变试验进行长周期整车车身及部件防腐性能的验证。电泳涂层在车身防腐中起到至关重要的作用，良好的电泳漆膜状态是车身防腐的前提[1-2]。气泡孔是电泳常见弊病之一，气泡孔区域底材上的电泳漆膜薄，甚至无漆膜，严重影响车身的防腐性能[3]。另外，在B1B2 面涂工艺广泛应用的前提下，电泳针孔在面涂后更加凸显，影响外观品质，亟需在生产过程中进行预防和解决。

本文基于某新能源主机厂车身前盖内板电泳后出现的密集气泡孔问题，研究了电泳过程中电泳电压、通电时间、循环压力、车身角度、循环管路压力及排布等因素对电泳针孔的影响及改善方向。

1 现场工艺及存在的问题

现场为步进式生产线体，采用电动葫芦输送，车身垂直升降进出槽体。当车身下降并完全浸入电泳槽液后，整流器开启，电泳开始。电泳过程中车身进行一定角度及次数的前后摆动，达到规定时间后，整流器关闭，车身升起，经过短暂沥液后向下一工位输送。

车身电泳后，前盖内板前端及两侧出现密集气泡孔，密集状态与针孔相似，孔大小与缩孔接近，但无类似缩孔的火山口凸起状态。

现场调查发现生产过程中存在以下特征：第一、当电泳槽内进行备件框电泳或进入空挂具后，首台车身前盖内板无气泡孔，或气泡孔稀疏，不密集；第二、从第二台车身起，开始在前盖内板出现密集气泡孔问题；第三、车身出槽时带出大量电泳槽液，并由车门打开区域、地板工艺孔处快速流出而冲击电泳槽液，令电泳槽液产生大量泡沫。

基于以上3 点，从两个方面进行验证：一方面，电泳电压设置不合理可能造成漆膜击穿问题；另一方面，电泳槽液中的气泡无法排出可能造成气泡气室问题。

2 电泳电压及通电时间的影响

通过分别降低1 段电压和2 段电压进行验证，确认通过低电压上膜来降低电泳速率会不会对气泡孔产生影响，验证结果见表1。

表1 不同电泳电压下气泡孔的改善情况Table 1 Test results by changing the voltages in two electrocoating phases for eliminating the bubble defects

另外考虑到电泳时间对气泡孔的影响，通过延长1 段通电时间来提高低压状态下的电泳膜厚，降低2 段电压以降低高压下的上膜速率，验证结果见表2。

表2 不同电泳时间下气泡孔的改善情况Table 2 Test results by changing the electrocoating time for eliminating the bubble defects

由降低1 段电压和2 段的电压的验证结果可知，通过低电压来减缓上膜不能改善气泡孔问题，通过延长1 段电泳时间，提高低压段电泳膜厚，以及降低高压段电泳速率，对改善气泡孔问题也没有帮助。综上，通过调整电泳相关参数无法改善问题，可排除是电泳电压过高及电泳1 段电压与2 段电压设置不匹配造成的漆膜击穿问题。

3 车身角度

3.1 调整前盖开启角度

在不同前盖开启角度下进行验证，寻求最有利于气泡排出的角度，实验结果见表3。随着开启角度增大，气泡孔问题有所减轻，然而受产品设计因素影响，前盖开度无法继续增加，因此通过调整前盖开启角度无法彻底解决此问题。

表3 不同前盖开启角度下气泡孔的改善情况Table 3 Test results by changing the opening angle of front cover for eliminating the bubble defects

3.2 调整入槽方式

将车身前端入槽改为车身后尾入槽，结果无改善。由于车身在电泳过程中会前后摆动，入槽时前盖开启一定的角度，气泡孔问题都无明显改善，因此说明气泡孔的生成贯穿于整个电泳过程。

4 电泳循环

依次调整底部循环管路压力为1.5、2.0、2.5、3.0 和3.5 MPa，提高前盖下侧区域压力，结果发现对前盖内板气泡孔均无影响，缩孔面积无明显变化。

再尝试提高表面层流管路压力，进而增大前盖内板下侧区域层流的流量，加强冲洗效果。由表4 可知，层流压力调整后改善效果较明显，前盖两侧边缘密集气泡孔减轻，但前端无明显改善，因此提高前盖区域的层流效果是解决问题的重要方向。于是对电泳底部循环管路进行调整，增加向上对着前盖内部区域的支管(见图1)后进行生产验证，结果前盖内部密集气泡孔消除。

图1 在原有底部循环管的基础上增加向上方向的支管Figure 1 Photo of the upward branch pipe added on the original bottom circulating trunk pipe

表4 不同表面层流压力下气泡孔的改善情况Table 4 Test results by changing the pressure of surficial flow for eliminating the bubble defects

5 结语

相对于连续式输送方式，步进式输送过程中车身在电泳槽液中无水平位移，槽液水平方向循环相对较弱，部分区域由于构造原因而导致电泳产生或前车留下的气体无法被槽液及时冲洗排出，在整个电泳过程中都受到了气泡的影响。通过增大层流或利用底部循环管路有针对性地增强问题区域的冲洗，提高问题区域的槽液循环量，及时令气泡排出，即可提升电泳漆膜品质。