汽车车架阴极电泳涂装的工艺与设备

图１车架电泳涂装生产线工艺及设备平面图
卅州２００７年１２月・杭州
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第２晷电泳涂精技术及应用研讨会
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２．２设备布置与组成
整个生产线由两部分组成，其中前处理电泳生 产线采用步进式自行小车输送涂装生产线，电泳烘 干生产线采用步进式地面链输送涂装生产线。生产 线工艺与设备平面布置详见图１。 ２＿２－１前处理电泳生产线 前处理电泳生产线主要由以下几部分组成：前 处理部分、阴极电泳部分、辅助设备部分、自行小 车输送系统、平台和封闭室体以及电控系统。前处 理部分主要由各工艺槽体、槽液搅拌系统、槽液加 热系统、磷化除渣系统、给排水管路系统等部分组 成，其中超声波磷酸酸洗槽超声波发生装置安装功 率为７５ｋｗ。槽液搅拌系统采用泵连续循环搅拌方 式。槽液加热系统采用１台１００万大卡／ｈ的常压 燃油热水锅炉进行槽液间接加热，其中脱脂、磷化 加热方式为在槽外采用板式换热器集中加热，酸洗 加热方式为在槽内采用蛇形管换热器加热。阴极电 泳部分主要由各工艺槽体、室体、搅拌系统、换热 系统、超滤系统、直流供电系统、极液系统、加料 系统、给排水管路系统等部分组成，超滤系统采用 进口卷式超滤膜。辅助部分主要由冷水机组、制纯 水机组和备用电源等部分组成。冷水机组采用水冷 式制冷机组，制冷量为１ ００ｋｗ左右。纯水装置既可 采用离子交换制纯水装置也可采用反渗透制纯水 装置，产水量为５ｔ／ｈ，纯水的电导率不大于１０斗Ｓ／ｃｍ。 备用电源采用１台５５ｋＷ的柴油发电机组，人工切 换。自行小车输送系统主要由７台自行小车组、工 字钢及铝合金轨道等部分组成，其中单台葫芦最大 起吊重量１０００ｋｇ，升降行程为６０００ｍ。平台和封 闭室体主要由内外操作平台、封闭室体、前处理段 室体排风系统５套、电泳段室体排风系统１套等 部分组成，其中室体壁板采用５０ｍｍ的夹芯企１１３板 插接拼装而成。电控系统采用ＰＬＣ（可编程序控制 器）作为控制系统的核心，采用集中控制和现场控 制相结合控制方式，具有自动和人工两种工作模 式，可随时进行切换。
搅拌）＿＋滴水晾干（常温）一转挂（人工辅助） 一烘干（热风循环、１８０～２０００Ｃ、３０ｍｉｎ、燃油 加热）＿÷强冷（风冷、常温、７．５ｍｉｎ）＿下件
（人工辅助）
１．３工艺说明
（１）由于车架在上线前未进行除锈处理， 工件表面有大量氧化皮存在，车架酸洗除锈工艺的 选择是车架前处理成败的关键，根据调研和试验认 证比较，我们选择了采用磷酸酸洗工艺。虽然采用 磷酸酸洗的成本较高，但是可以有效克服采用盐酸 或硫酸酸洗所带来的酸液残留和二次返锈难题。为 了有效提高磷酸酸洗的速度和工件表面酸洗质量，
输送涂装生产线。
关键词：汽车车架；阴极电泳；涂装生产线
架的阴极电泳涂装生产线。 ０刖舌 汽车车架一般是由热轧钢板经冲压成型、铆接 或焊接组装而成。由于车架系车下部件，使用条件 苛刻，要求有较好的或优质的耐腐蚀涂装保护。其 主要涂装工艺有喷漆、浸漆和阴（阳）极电泳涂装。 随着汽车工业对于车架涂装质量的要求不断提高， 特别是中高档汽车车架，其涂层耐盐雾试验一般要 求达到４８０ｈ以上，采用喷漆、浸漆和阳极电泳涂 装工艺往往达不到上述质量要求，一般只能采用阴 极电泳涂装工艺。目前国内越来越多的新建汽车车 架涂装生产线采用了阴极电泳涂装技术。本文针对 中高档汽车车架的阴极电泳涂装，详细论述了涂装 生产线的工艺设计，阐述了生产线的基本型式、设 备组成和设计原则，介绍了一条针对中高档汽车车
２设备设计
２．１设备选型
我们设计的车架阴极电泳涂装生产线所处理 车架的最大外形尺寸为：６０００ｍｍ
Ｘ
１２００ｍｍ
Ｘ
６００ｍｍ（长×宽Ｘ高），其生产纲领为：６００００付／ 年双班，属于大中批量生产。我们经过多方案比较， 确定采用步进式自行小车输送涂装生产线，排除了 采用连续式悬挂输送涂装生产线和船形槽方案。主 要依据如下： （１）根据工件的形状大小和生产纲领，组
网。
３．３其他方面
（１）电泳烘干线的地面小车轨道在设计和 安装时应考虑到轨道的热胀冷缩问题，轨道间应设 置可自由伸缩缝。 （２）在电控方面，电泳漆液循环泵应与超滤 液轴封泵连锁，只有在轴封泵运行后才能启动漆液
（５）超滤液采用何种方式回到电泳槽以达到 电泳槽的液位稳定非常关键，建议在条件允许的情 况下采用通过控制高度差的方式让超滤液自流回 电泳槽的办法来达到电泳槽的液位稳定。 （６）大中型电泳槽最好能设置有液位控制报 警系统，以保证电泳槽的漆液安全。漆液温控系统 建议采用气动隔膜三通阀以提高温控的可靠性。 （７）在所有进入电泳槽和后清洗槽的纯水管 路、自来水管路以及超滤水管路上应装止回阀以防
３．２电泳部分
（１）为便于维修和不影响生产，所有袋式 过滤器两Hale Waihona Puke Baidu宜设置旁路和安装隔膜式压力表以便 于及时更换过滤袋。
２００７年１２月・杭州”件
（２）主超滤泵的漆液回流管路宜与主循环管 路分开并设置通往电泳副槽的回流管路，以减少超 滤装置运行的背压和保护超滤膜。 （３）电泳副槽的容积应相当于主槽容积的
１ Ｏ％左右，若太小易导致主循环泵吸入空气导致漆
虹吸倒流窜液。 （８）关于挂具的绝缘方式，由于挂具通常都 需随工件一起进电泳烘干炉，绝缘材料选用耐高温 的聚四氟乙烯材料比较理想。
液产生较多的泡末和加速漆液的老化。 （４）为了达到理想的循环搅拌效果，主循 环泵的两个人１３（电泳副槽的底部口和电泳主槽的 底部口）宜分别设置于电泳槽的两端，并设置过滤
３几点体会
３．１前处理部分
（１）前处理部分循环管路的设计应考虑到 各溶液槽的倒槽清理功能，其中磷酸酸洗槽的循环 管路应采用翻槽方式进出，不宜设置排空口并尽可 能减少酸洗槽体上的开孔。 （２）预脱脂和脱脂宜分别设置油水分离装 置，为合理使用脱脂液，脱脂槽溶液应能逆向倒入 予脱脂槽。 （３）磷酸酸洗槽、蛇管换热器及循环管路等 部分的选材非常关键，可选用ＳＵＳ３１ ６Ｌ牌号的耐 酸不锈钢，焊接材料也应选用相对应的焊条或焊 丝。循环泵和阀门应选用专用的耐磷酸泵和阀门。 （４）由于磷化槽容积较大（２０ｍ３），为便于 排出渣液，磷化槽底部宜制作成多个锥体并采取连 续除渣方式。 （５）在设计槽液加热用常压燃油热水锅炉系 统时，宜设置一套锅炉热水酸度检测报警系统，若 换热器（特别是酸洗槽）发生泄露时可及时发现和 报警以避免损坏锅炉加热系统。
挂后（每挂２付车架）生产线运行节拍在８－９ｍｉｎ 左右，采用步进式方案比较合适。 （２）采用步进式方案后可最大限度地减小电 泳槽的容积，电泳漆的更新周期更短，经计算，其 电泳槽的容积不到连续式船形槽方案的５０％。 （３）采用步进式方案可较大地降低生产线的 投资，减少生产线的占地面积，生产线能耗更少。
１．２工艺处理过程及工艺条件 上件（人工辅助）一预脱脂（浸、５０—６０
ｃｃ、５ｍｉｎ、泵循环搅拌）－＋脱脂（浸、５０～６０ ｏＣ、５ｍｉｎ、泵循环搅拌）＿＋水洗１（浸、室温、
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１ｍｉｎ、泵循环搅拌）＿＋预浸泡磷酸酸洗（浸、 ５０～６００ｃ、５ｍｉｎ、泵循环搅拌）－＋超声波磷酸酸 洗（浸、５０～６００Ｃ、５ｍｉｎ、泵循环搅拌）＿＋水洗 ２（浸、常温、１ ｍｉｎ、泵循环搅拌）－÷水洗３（浸、 常温、１ｍｉｎ、泵循环搅拌）＿＋表调（浸、常温、
循环泵。整流装置应与自行小车输送系统联锁。
４结语
针对中高档汽车车架的阴极电泳涂装，本文详 细论述其工艺和设备，介绍了一条针对汽车车架阴 极电泳涂装的步进式自行小车输送涂装生产线。该 生产线在湖南某汽车架生产厂家进行了成功的运 用，使用效果良好。
制刊２００７年１２月・杭州
我们采用了两道磷酸酸洗工序，即予浸泡酸洗和超 声波酸洗。实践证明超声波装置的运用大大提高了 酸洗的质量和降低了磷酸的单位消耗量。 （２）车架的其它脱脂、磷化处理采用常规的 前处理工艺即可。
１ｒａｉｎ、泵循环搅拌）一磷化（浸、４０—５０ｃＩＣ、
５ｍｉｎ、泵循环搅拌）．＋水洗４（浸、常温、１ ｍｉｎ、 泵循环搅拌）＿＋纯水洗１（浸、常温、１ｍｉｎ、泵 循环搅拌）＿÷阴极电泳（浸、２８～３００ｃ、３ｍｉｎ、 泵循环搅拌）＿＋ＵＦｌ水洗（浸、常温、１ ｍｉｎ、泵 循环搅拌）＿ＵＦ２水洗（浸、常温、１ｍｉｎ、泵循 环搅拌）＿＋纯水洗２（浸、常温、１ ｍｉｎ、泵循环
２．２．２电泳烘干生产线 电泳后烘干生产线主要由烘干室、强冷室、地 面链输送系统以及电控系统等部分组成。烘干室采 用燃油间接加热方式，加热功率为５０万大卡／ｈ， 主要由保温室体、燃油加热系统、热风循环系统、 进出口自动升降移门等部分组成。强冷室采用吹吸 式风冷形式，由封闭室体、吹风系统、风嘴、排风 系统等部分组成。地面链输送系统采用往复式运行 方式，运行节拍与前处理电泳生产线节拍相匹配， 主要由输送链条、驱动及张紧装置、地面小车及轨 道等部分组成。
１工艺设计
１．１车架表面概况
汽车车架一般是由热轧钢板经ｊ中压成型、铆接 或焊接组装而成。对于热轧钢板的除锈和去氧化 皮，主要有两种方式：一种是在热轧钢板ｊ中压成型 前采用酸洗或喷抛丸除锈工艺，另一种是在热轧钢 板冲压成型、铆接或焊接组装后采用酸洗或喷抛丸 除锈工艺。本文针对涂装前未除锈和去氧化皮的车 架介绍其工艺设计。
第２届电泳涂耪技衣及应用研讨会
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泛车车架阴赧电泳涂
装昀工艺与设备
邹永丰
（机械工业第二设计研究院，杭州３１ ００２２） 摘要：详细论述了汽车车架阴极电泳涂装生产线的工艺处理过程和工艺条件，提出了针对车架表 面氧化皮的超声波酸洗除锈工艺；阐述了生产线的设备选型原则、设备布置和详细组成；详细探 讨了生产线设计方面应注意的问题和关键点；介绍了一条针对汽车车架阴极电泳涂装的自行小车