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电泳漆膜局部烘烤不良的影响因素及解决措施

2021-10-19 04:51:13

电泳漆膜局部烘烤不良的影响因素及解决措施,

烘干是涂膜形成的重要工序,因此烘干室是汽车涂装线的关键设备。固化方法及设备的选用是否合理,烘干规范的制订是否正确及能否严格执行规范,都会直接影响涂层质量和涂装成本。针对涂装车间车身电泳漆膜局部烘烤不良的问题,对烘干室结构优化方案进行了探讨固化是涂膜形成的重要工序,固化过程的控制直接影响漆膜的耐老化、抗石击和耐化学品等性能。有关研究表明,固化不足(胶化率在92.5%以下)时,涂膜耐湿、耐药品、耐溶剂性和硬度不好;而过烘干(胶化率在95%以上)时,涂膜的附着力和耐崩裂性不好。

对烘烤型固化的汽车涂装来说,涂膜的固化程度是否满足要求尤为重要。而烘干室的结构设计、循环风的调整和被烘干的车体结构等都会影响车体温度的分布。理想的状况是车体各部位烘烤温度均匀、烘烤时间和温度满足烘干规范。下面对车身电泳漆膜局部烘烤不良的情况及解决方案进行探讨。1 电泳漆膜局部烘烤不良的现象在电泳烘干系统的调试过程中发现,某款车型地板下纵梁前部的电泳漆膜较软,用MIBK溶剂擦拭时有掉色现象,且涂膜发粘,这说明该部位电泳漆膜未干透、胶化率低。用炉温跟踪仪对该车型进行车体温度测试,炉温曲线见图1,电泳漆膜的烘干规范见图2。从图1可见,电泳漆膜发软部位在升温1区(温度上升段)和保温2区(温度相对稳定阶段)根本没有达到工艺规范要求的温度,而只在保温2区的后半程温度才达到160 ℃,且160 ℃条件下的烘烤时间只有7~8 min,不能满足烘干规范规定的最低固化要求(160 ℃×10 min)。

虽然通过采取提高设定温度的方法提高了整个烘干室的温度,从而解决了电泳漆膜局部烘烤不良的问题,但是该方法浪费能源,且存在对车体其他部位造成过烘烤的隐患,因此需要对整个烘干室的烘烤状况进行重新分析。2 电泳漆膜局部烘烤不良的影响因素因烘干室内温度不均匀导致电泳漆膜表面局部温度偏低,是产生电泳漆膜局部烘烤不良问题的主要原因。而影响电泳漆膜温度均匀性的因素有很多,如被烘干物的结构、烘干室送风口的位置和形式、烘干室回风口的位置、烘干室的几何形状以及烘干室内循环风的各种扰动等。

在涂装生产中,由于烘干室的几何形状已经确定,同时烘干室内的热气流扰动不易探测,因此主要分析车体结构、烘干室送风和回风的位置对电泳漆膜局部烘烤不良产生的影响。2.1 车体结构的影响对被烘干车体的数模进行分析,发现前地板电泳漆膜发软的部位为多层板结构(见图3)。该位置是5个制件的叠合部位,内部结构复杂,而且各制件之间的缝隙小,空气不易流通,因此极有可能存在烘干不良的问题。2.2 烘干室内送/排风管路的布置方式及其特点该电泳烘干室采用强对流热风循环的烘烤方式,风管为侧送下回风的对流传递。此种对流循环方式的优点是烘干室内不易起灰,有利于车身的清洁,但是由于回风口离车底很近,使烘干室底部喷流出来的热风很快被回风口抽走而无法顺利循环至车体底部,导致车体底板位置升温慢、保温时间短,达不到规定的烘烤温度和时间的要求,从而造成局部烘烤不良。3 解决方法随着车体底板结构的日渐复杂,车体底板漆膜的烘烤性能及其防腐性能也越来越受到关注。国内近几年新上的轿车整车生产线大多都考虑到了烘干室结构对车体底板涂膜固化程度的影响,最具代表性的是上汽通用五菱汽车公司的青岛整车项目,由机械工业部第四设计院设计并总包,烘干室内的送/排风采用下送上回的形式(见图4)。

高速热风从车体底部吹入,既能保证底部的加热温度,又避免了高速风直接到达车身表面引起的漆膜不平整、不光滑现象。这种结构彻底解决了车底板烘干不良的问题,有些日系汽车工厂的涂装烘干室也采用了类似的循环风方式。烘干室常用的几种热风循环方式的优缺点如下。(1)下送上回风的逆向热风循环方式这种方式可以有效利用热空气的升力,送风风速低、送风温差较小、送风经济性好、气流组织合理、工件加热均匀,尤其对地板加热很有利。这种热风循环方式对烘干室体内部的洁净度要求非常高,人员保洁和滤棉更换等的周期都很短,对车间的洁净度要求也很高,否则经过烘干室的车身将有很多颗粒、杂质存在,不仅增加了后工序的打磨工作量,而且将造成整车整体外观品质的下降。(2)侧风道上部增加可调喷流风嘴的侧送下回风的热风循环方式在局部升温区侧风道上部靠近车窗的位置适当增加可调喷流风嘴(见图5)的数量,使热风吹向车体内腔,对车底干燥会有一定的益处;同时,将连排插板式回风口改为分段独立的单风口回风,可以减少回风口所占的烘干室面积,避免大量热风还未彻底循环至底板就被回风口抽走。(3)侧风道底部增加喷流风嘴的侧送下回风的热风循环方式通过在侧风道底部增加喷流风嘴(见图6)的数量来保证复杂结构的车底干燥,即将回风口的风道变窄(矮),相对来说增加了送风风道的纵向高度,也就有充分的空间以增加对车体底部的喷流风嘴数量。尽管如此,还是有可能无法保证烘干室底部刚喷出来的热风不会很快地被回风口抽走,但至少会使循环热风在底部有一定的滞留时间,而这将有助于底板的加热。(4)顶置螺旋桨式烘干室这种烘干室(见图7)在烘干室体的顶部每隔一段距离安置1台螺旋桨式风扇,目的是对悬浮在烘干室内部上空的高温空气进行扰流,将热风压向室体底部,从而使烘干室内车身的各部位温度基本保持均匀。但顶置螺旋桨式烘干室的设备造价较高,且室体顶部存在密封不良的可能。另外,设计人员在进行车身设计时,也应充分考虑漆膜固化程度的问题,在不影响车身外观和强度等要求的前提下,尽可能地合理设计钢板搭接部位的结构。综上所述,对于采用侧送下回风热风循环方式的烘干室,可以参照上述(2)和(3)热风循环方式的优点,有针对性地调整烘干室的送/排风方式,这样既避免了灰尘上扬对车身质量的影响,又保证了车身各部位烘烤的均匀性,同时达到了节约能源的目的。

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