華云，王輝，周磊，董文超

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

汽車電泳涂裝泳透力現(xiàn)場測量方法

華云*，王輝，周磊，董文超

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

介紹了3種汽車車身電泳涂裝現(xiàn)場測量泳透力的方法，即電位儀測量法、一米鋼條測量法和泳透力盒測量法。比較了這3種測試方法的優(yōu)缺點。其中，泳透力盒測量法以檢測結(jié)果能夠量化，有較高的精度，重復(fù)性和再現(xiàn)性好，對車型結(jié)構(gòu)沒有特殊要求，有合理的判定標準以及能夠在生產(chǎn)現(xiàn)場靈活使用等優(yōu)點而被確定為較佳的泳透力現(xiàn)場測量方法。

汽車車身；電泳；泳透力；現(xiàn)場測量

1 前言

泳透力是汽車車身用陰極電泳涂料的一項重要性能。泳透力高低直接影響整車的涂裝質(zhì)量和涂裝成本。據(jù)日本豐田的資料介紹，車身外表面膜厚達到15 μm、內(nèi)表面膜厚10 μm是在保證車身防腐質(zhì)量達到要求的前提下，提高產(chǎn)能、降低涂裝成本的有效措施之一。而實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵就是提高生產(chǎn)現(xiàn)場車身的泳透力。

泳透力測量方法最常用的有福特盒法，一汽鋼管法以及四枚盒法，但是這些都是在實驗室進行的模擬實驗，考察的是電泳漆本身的性能。在實際生產(chǎn)過程中，工藝參數(shù)的設(shè)置(如通電時間、涂裝電壓、槽液電導(dǎo)率、固體分等)以及陽極排布等設(shè)備狀況會直接影響泳透力，對車體空腔部分、縫隙間的電泳效果起關(guān)鍵作用。在涂裝現(xiàn)場測量泳透力的最可靠的方法就是拆解車體、對內(nèi)腔電泳膜厚和外表面電泳膜厚進行測量分析。但是這些方法操作性差、成本高、所需周期長，一般只在新車型調(diào)試階段所采用。因此，汽車生產(chǎn)廠商和涂料廠商都在尋找適合生產(chǎn)現(xiàn)場用的泳透力測量方法。本文就近幾年筆者所在公司對現(xiàn)場泳透力測試方法進行總結(jié)，供同行參考。

2 泳透力現(xiàn)場測量方法比較

近幾年來，在現(xiàn)場使用了3種測量泳透力的方法，分別是電位儀測量法、一米鋼條泳透力測量法和現(xiàn)場泳透力盒測量法。其中，電位儀測量法是涂料廠家普遍使用的方法，在各相關(guān)論文中均有使用實例介紹；而一米鋼條泳透力測量法和現(xiàn)場泳透力盒測量法則是汽車主機廠和涂料廠商最近幾年合作開發(fā)的測量方法，目前尚未普及使用。為了對比此 3種測量方法的優(yōu)缺點，找出較佳的測量方法，筆者在一次節(jié)拍提升參數(shù)驗證過程中分別使用此3種測量方法測試泳透力，對其進行分析對比。

在第一次參數(shù)調(diào)整時，電泳參數(shù)為：溫度30 °C，固體分19.1%，通電時間2 min 15 s，一段電壓220 V，二段電壓300 V。二次參數(shù)調(diào)整時的電泳參數(shù)為：溫度30 °C，固體分20.2%，通電時間2 min 45 s，一段電壓260 V，二段電壓300 V。沒有提及的參數(shù)未作調(diào)整。

2. 1 電位儀測量法

2. 1. 1 測量原理

此方法需要使用專用儀器──電位儀，工作方法是將導(dǎo)電探頭放置在車體各部位，在車體進行電泳時測量各部位的真實電泳電壓并自動實時記錄，通過分析電位達到的最大電壓與實際施加的最高電壓的比值來體現(xiàn)現(xiàn)場泳透力的高低，此儀器適用于分析車體各部位電壓的均衡性，通過分析電位降低趨勢來評價整體效果(含設(shè)備和工藝參數(shù)設(shè)置等方面的因素)。

2. 1. 2 應(yīng)用

隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，各汽車公司都在進行提高生產(chǎn)線生產(chǎn)能力的改造工作。其中對電泳線的改造很少，通常是通過提高鏈速來達到目的。但提高鏈速會直接影響到車體內(nèi)腔電泳膜厚。因此，需要對工藝參數(shù)進行優(yōu)化。在調(diào)整過程中采用電位測量法進行檢測，結(jié)果見表1。其中，電壓實施率 = 實際測量的最大電壓 ÷ 施加的最高電壓 × 100%。本案例中施加的最高電壓均為300 V。

表1 電位儀測量結(jié)果Table 1 Measurement results by potentiometer

從表 1可以看出，二次調(diào)整后，實施率比第一次參數(shù)調(diào)整時高，說明二次參數(shù)的設(shè)計匹配性較好。

電位儀測量方法跟車體局部結(jié)構(gòu)有關(guān)，如鈑金結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性會導(dǎo)致局部電阻增大，電位降低。泳透力大小需要用同一車型的 2次測量數(shù)據(jù)進行對比分析。此方法的優(yōu)點是準確度高，不受人為因素的影響，但只能做對比試驗，沒有合格標準，不能用于判定性驗證。

2. 2 一米鋼條測量法

2. 2. 1 方法介紹

采用1 m × 1 cm的鋼條，將鋼條插入到車體下邊梁空腔中，隨車電泳烘烤，如圖1所示。使用膜厚儀對鋼條上每間隔1 cm的電泳漆膜厚進行測量。

圖1 一米鋼條測量法示意圖Figure 1 Schematic diagram of 1 m steel bar measurement

評價標準：為了考核內(nèi)腔結(jié)構(gòu)不同厚度電泳漆膜的耐腐蝕性，對電泳后解剖開的不同膜厚的駕駛室內(nèi)腔樣件進行加速腐蝕試驗。結(jié)果表明，厚度為 10 μm的電泳漆膜可以看作一個分界線：漆膜厚度小于10 μm的腐蝕嚴重，大于10 μm的耐腐蝕能力強，加速腐蝕后基本沒有銹蝕出現(xiàn)。故此種方法的判定標準以平均值達到10 μm為合格。

2. 2. 2 應(yīng)用

此方法能夠在涂裝生產(chǎn)現(xiàn)場直接使用，方法簡便，投資少，同時能夠針對具體車型給出明確的泳透力測定數(shù)據(jù)。通常在生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整以及新車型試制過程中使用，表2是S3車型在進行2次參數(shù)調(diào)整時用該方法測量電泳漆膜厚度的結(jié)果。

表2 一米鋼條測試法測量結(jié)果Table 2 Results of one-meter steel bar measurement

從表2可以看出，上述2種工藝參數(shù)下電泳膜厚的平均值均達到10 μm以上，但是一次參數(shù)調(diào)整中的最小膜厚低于10 μm，說明風險較高，而二次參數(shù)調(diào)整所得電泳漆膜厚均大于10 μm，說明二次參數(shù)調(diào)整的匹配性更好。

通過泳透力條能夠間接測試車體內(nèi)腔電泳膜厚，但是此方法僅限于對下邊梁內(nèi)腔狀況的間接測量，使用范圍較窄，受車體結(jié)構(gòu)影響很大，測量結(jié)果再現(xiàn)性不足。而且下邊梁空腔中，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件容易使鋼條粘漆，使結(jié)果不可靠。同時，鋼條上的膜厚由大到小遞減，以平均膜厚為判定標準也不夠科學(xué)。

2. 3 泳透力盒測量法

2. 3. 1 測量方法

參考四枚盒測量泳透力的方法，制作現(xiàn)場測量用的盒體。用100 mm × 500 mm 的2塊冷軋磷化板做成如圖2所示的長方體盒子，保證盒子內(nèi)腔厚度為4 mm，兩端開口，便于電泳漆進出盒體里。在制作過程中，要保證邊緣密封嚴實。

圖2 泳透力盒示意圖Figure 2 Schematic diagram of throwing power box

將此盒子掛在車體左前門內(nèi)側(cè)靠近A柱處隨車電泳，電泳烘烤后取下盒體，拆開后用膜厚儀測量冷軋板電泳漆膜厚度和深度，每隔1 cm測量一個數(shù)據(jù)。 將膜厚作圖，與標準曲線作對比，看是否在合格區(qū)域內(nèi)。泳透力盒電泳后的內(nèi)壁狀況如圖3所示。

2. 3. 2 應(yīng)用

在現(xiàn)場用泳透力盒對二次參數(shù)調(diào)整后的泳透力進行測量，結(jié)果見圖4。其中，陰影部分為不合格區(qū)域。從圖 4可以看出，一次參數(shù)調(diào)整后的膜厚值有部分落在陰影區(qū)域內(nèi)，存在不合格現(xiàn)象；而二次調(diào)整后的泳透力處在標準范圍內(nèi)，參數(shù)設(shè)計合理，可以進行批量生產(chǎn)。

圖3 泳透力盒內(nèi)壁電泳后的狀況Figure 3 Status of internal walls of throwing power test box after electrophoresis

圖4 泳透力盒測試結(jié)果Figure 4 Test results with throwing power test box

對比以上3種方法發(fā)現(xiàn)，泳透力盒測試方法仿照實驗室測量電泳泳透力的方法制作，能夠直接應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場的泳透力檢測，而且該裝置可隨線檢測，操作簡便，使用方便，并可直接或稍加處理后重復(fù)使用。

3 結(jié)語

比較而言，采用泳透力盒現(xiàn)場測量電泳泳透力的檢測結(jié)果能夠量化，有較高的精度，重復(fù)性和再現(xiàn)性好，對車型結(jié)構(gòu)沒有特殊要求，并有合理的判定標準可依，能夠在生產(chǎn)現(xiàn)場靈活使用。因此，電泳泳透力的現(xiàn)場測試推薦使用此方法。

On-site measurement of throwing power during electrophoresis of car body //

HUA Yun*, WANG Hui, ZHOU Lei, DONG Wen-chao

Three methods for on-site measurement of throwing power during electrophoresis of car bodies were introduced, including potentiometer measurement, one-meter steel bar measurement, and throwing power box measurement. The advantages and disadvantages of the three methods were compared. The throwing power box measurement was recommended due to its quantifiability, relatively high precision, good repeatability and reproducibility, no special requirements for vehicle type and structure, rational determination standard, and flexible application in production.

car body; electrophoresis; throwing power; on-site measurement

Hebei Province Automobile Engineering Technology Research Center, Technological Center of Great Wall Automobile Co., Ltd., Baoding 071000, China

TQ639.2

A

1004 – 227X (2012) 10 – 0068 – 03

2012–07–29

2012–08–02

華云（1972–），女，湖北紅支人，工程師，主要從事汽車涂裝工藝設(shè)計及管理工作。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) hy13832247045@126.com。

[ 編輯：韋鳳仙 ]