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1、第四章 阴极电泳涂装设备电泳涂装法属浸渍式涂装，生产方法有连续式和间歇式两种。电泳涂装设备一般由电泳槽、电泳槽液过滤装置及循环系统、热交换器、超滤（UF）装置、直流电源及电极系统、涂料补加装置、电泳涂装室、电泳后清洗设备、被涂物的输送设备和烘干室组成。第一节 电泳槽及附属设备一、电泳槽、备用槽 电泳槽是电泳涂装作业的浸槽（或称主槽），形状有船形和矩形两种。矩形电泳槽适用于垂直升降的间歇式生产，其内部大小取决于被涂物（或装挂吊具）的尺寸。船形电泳槽适用于大量流水连继式生产，其两站的斜坡长度取决于被涂物出入槽角度；平段的长度根据链速和泳涂时间确定。根据输送被涂物的轨迹，求取必要间距，槽子容纳被涂物
2、要留有间隙，典型电泳槽的断面间隙尺寸列于图4-1和表4-1中。在电泳槽的出口（或出入口）端设有溢流槽（也称辅槽）。它的作用是盛接电泳槽表面流带入的泡沫和尘埃，并有消除泡沫的功能。主槽与溢流槽之间设一可调堰，以调节槽液位及表面流动状态。槽液到溢流槽的落差最大不许超过150mm（一般为50mm以内，以防起泡）。槽底和转角都应设计呈流线型，应尽量消除液流的死角。槽液的总容量在满足各种要求的前提下应尽可能小，以缩短更新期和配槽设料的资金。尤其被涂物（车身）与槽壁之间距（E，即极间距）不宜放大（国内有的设计院放大到700850mm），这样不仅造成槽液总容量放大许多，而且会致使电泳电压增高，泳透力降低。阳
3、极电泳槽内表面在不采用隔膜电极的场合，可不用绝缘衬里，而在阴极电泳涂装场合，因阴极电泳槽液呈酸性和阳极金属溶出电泳槽内表面及所有裸露金属表面（构件）都必须进行绝缘防腐蚀处理，以防止电泳槽壁穿孔腐蚀事故。确保槽体与槽液之间的绝缘很重要，不然电泳时槽内槽内壁或裸露金属处会泳涂上漆，不电泳时漆膜又会碎落溶下，成为水溶性不好的颗粒，污染槽液。因此电泳槽内表面及槽内的所有构件（包括溢流槽）表面都应进行衬里处理；小型电泳槽衬里可用PVC板，大型电泳槽都涂改性环氧树脂或不饱和聚酯玻璃钢。其涂布工艺如下：涂衬里前钢板表面必须进行喷砂处理，露出金属色（银灰色）表面粗糙度为4070m，以确保涂层的附着力优良，吹、
4、吸、干净被处理表面及缝隙，达喷砂3A质量标准。滚、刷涂第一道底漆（改性环氧或不饱和聚酯涂料）。滚、刷涂第一道底漆用必性环怕羞或不饱和聚酯涂料为双组分或三组分（树脂、固化剂、促进剂），配比及黏度应根据供应厂家推荐或现场施工条件调整。涂层标准：涂层总厚度约为23mm；耐电压15000V以上；外观平整光滑；机械强度高；耐溶剂性好。在室温（20左右）固化810h。滚、刷涂第二道底漆，贴玻璃纤维布（或无纺玻璃丝织物），速贴两层，并用涂料渗透，滚涂平，用敢筒排除涂层中的气泡，转角处多铺一层玻璃纤维布，以增加涂层强度。 在室温下固化24h。打磨掉玻璃纤维。滚、刷涂第一道面漆（改性环氧或不饱和聚酯涂料、白色）
5、。在室温下固化810h仔细打磨、磨平涂面。打磨后露底涂面约50%左右，汪受到影响磨灰。绝缘检查（耐高压试验）；须耐压15000V以上。不合格处补涂。检查、修补耐压合格后，再滚、刷涂最后面漆。固化。为防止漏电和电沉积，与电泳槽连接的槽液循环管、排放管在靠近电泳槽1m左右，或阀门前也要进行绝缘处理，大口径不锈钢管内表面也像电泳槽内表面那样衬里；小口径改用约1m长的PVC管连接。阳极液管采用PVC管，靠近极液槽前接一段不锈钢管，以便极液接地。备用槽供清理、维修电泳槽时储存电泳槽液用，故又称转移槽或储槽。其形状取决于安置的场所，可以是长方形、槽车或圆柱形。备用槽的容量应能容纳全部槽液，并留有足够余量。
6、电泳槽的备用槽应具有足够的强度和刚性，防止装满槽液时变形，一般采用610mm厚的低碳钢板双面焊接而成，所有的缝应平滑无砂眼，槽外壁用槽钢加强。备用槽内表面的涂层不需要绝缘性，仅需耐电泳槽液的高腐蚀处理。与电泳槽相比，涂布工艺简单，在喷砂处理后仅涂两道同样改性环氧或不饱和聚酯涂料即可。电泳槽、备用槽的外表面经喷砂处理后，涂锌铬黄环氧底漆，安装完再涂12道面漆即可。二、电泳槽循环过滤装置和过滤系统（一）常规的电泳槽循环过滤装置和过滤系统电泳槽液自配槽后就应连续循环搅拌，因故障停止搅拌时间不应超过2h。循环搅拌的主要功能有以下5个：保持槽液均匀混合、防止颜料在槽中或被涂物的水平面上沉淀；提高车身内表
7、面的涂装效果；表面清净化。槽液循环经过滤器，附去槽液中的颗粒状尘埃和油污。保持槽液的温度均匀，通过使用热交换器交换掉由涂装电能和泵工作的机械能转换成热量。及时排除在电泳过程中在被涂物表面上产生的气体。借助于UF装置采取UF液。电泳涂装生产线的循环配管多而复杂、由泵、阀、管路按各自的功能组合而成。槽液循环系统一般由循环过滤、循环热交换过滤、超滤（UF）三条回路组成。槽液容量小的电泳槽仅配置后两条回路循环管理。电泳槽中槽液流动方向如图4-2所示。在槽液循环过程中确保液面流速不小于0.2m/s，靠近槽底部认流速最低为0.4m/s，喷射器应安装在距槽底7080mm处。在连续式生产场合，槽液流向与被除物
8、（如车身）前进方向一致，液流速度一般要为车身移动速度的24倍。槽液在循环管路系统内的流速必须都保持在0.4m/s以上（管中最佳流速23m/s），才能防止管路系统的沉淀。槽液的循环次数根据所选用的阴极电泳涂料品种不同有所差异，如PPG体第要求46次/h，而Herberts体系则要求25次/h。以此来选用循环泵的流量。泵 一般使用卧式和立式端吸式离心泵，泵的选用取决于经济条件、设计结构及设计师的经验，分体卧式泵已成功用于阴极电泳系统，泵的材质用不锈钢。泵的转速以1450r/min为宜，在线上不设备用泵。而在库中备有备用泵供检修用；消除备用示管路的涂料沉积。管路 阴极电泳涂装的管路一般都用不锈钢管，
9、有阴极电泳槽内分布的喷管用PVC管和塑料喷嘴，所以管路布置都要有一寂的倾斜度，以允许完全排净，而且要装低点排放口。阀 在电泳系统中闸阀、偏心阀、球阀和蝶阀都可用，其结构、材质及布置对延长使用寿命很重要。蝶阀用得较多，其阀片及轴只能用不锈钢制造，阀座要用聚四氟乙烯。阀门要尽可能靠近“T”形结构安装，以使阀面得到冲刷，不形成“盲肠”死角（见图4-3）阀多可设备维修时使局部管路停止流动，但从防止涂料沉淀角度考虑，减少阀和旁通管路较理想（见图4-4）压力表安置的位置对减少其堵塞极其重要，将其安装在管线的上羰，不能水平或环形连管。为避免增塞问题，可用膜片式压力表，压力表和膜片之间一般用甘油或一种乙二醇和
10、水的混合物作填充介质。法兰和垫片在电泳系统中用量较多，一般法兰都是不锈钢或与管路相同的材料制成。为了安装方便和减少不锈钢用量，可采用一种活法兰结构，用一般钢材制造法兰。垫片材质是好是用异丁橡胶和聚四氟乙烯，天然橡胶（EPT）、丁腈橡胶、氟化橡胶等也可以，不能用氯丁橡胶和丁苯橡胶（Bunas）。过滤器 电泳涂装是薄膜涂装（1020m），因而很容易显现垃圾和漆膜弊病，必须设置过滤器除去槽液中的垃圾。为确保电泳涂膜的外观质量优良，对槽液过滤流量，最低要求不应小于1次/h（槽容积）。在条件允许的情部下，在槽液的全部循环管路中，电泳后清洗的循环UF液及循环去离子水管路中都应装过滤器，对槽液、循环清洗液进
11、行最大限度的过滤。槽液中尘埃颗粒（外界和被涂物带入的脏物）、凝聚颗粒（前处理带来的杂质与漆反应生成的脏物）及其他机械污染物靠过滤袋来清除。要求通过过滤器的槽液量最小不能低于槽容量。槽液中有油污是涂膜产生缩孔的主要原因之一，在国外已开发成功吸油过滤器，把它装在标准袋式过滤器内，除油效果不错，要获得最佳效果，要求降低流速。PPG公司开发了一种轻便的、不用装在管路中的滤油器，每个吸油过滤器的最大流量为10gal/min。常用的过滤器有滤袋式和滤芯式，滤袋多为纺织物和无纺布制成，安装在金属结构的支撑筒中，滤袋的清洗或更换视过滤器进出口压力而定，压差控制在0.050.08MPa。滤芯一般是纤维质或塑料烧
12、则成，一般初期压差不大于0.02MPa，压差达0.08MPa时就需要换新滤芯。阴极电泳槽液的过滤精度，在高的场合百分之百地通过25m的滤袋或50m有胶卷式过滤器，最低为7080m。过滤器壳体及支承架等应用耐酸钢或合成材料制造。有时槽液先通过粗过滤器再通过精过滤器（或两层）过滤。过滤效果的好坏，不仅取决于过滤精度，也取决于循环液的吸口位置。从溢流槽吸槽液过滤葙对密度小的尘埃及颗粒；从电泳槽的进口端倾斜的底部沟中抽出槽液过滤相对密度大的尘埃及颗粒。从转移槽中返回电泳槽的槽液应能100%地过滤。槽液低流速，低压力，漆易沉淀，过滤效率差；高流速、大压力，易使过滤器堵塞，因而经过滤器槽液的流速和压力要有
13、一恰当比例。还有，汽车车身等在切削、焊接工序等后进行涂装的场合，电泳槽内有铁粉、焊渣等蓄积，需使用磁性过滤装置（袋）除去槽液中的铁粉。（二）日本的电泳槽液逆向流循环方式为提高电泳涂装的品质，使电泳涂膜烘干后的尘粒不良率为零，努力使前处理工艺不将尘粒（尘埃、颗粒）带入电泳槽中和确实清除电泳槽 内的尘粒。日本帕卡工程公司在对白车身的尘粒进行彻底的调查分析；研究了尘粒的性质（尘埃的在、白车身各部位的尘埃附着率、尘埃的质量和个数、尘埃的的形状）；和改进前处理设备的清渣措施（铁粉和磷化沉渣清除工艺、烘流和高压喷洗等）基础上开发改进电泳槽液的循环方式，创立PMT（Paeker Magic Turn）逆向流
14、循环方式（专利技术）。2007年10月该公司在我国汽车涂装技术交流会（南京）上宣谟了PMT逆向流循环技术，现摘录介绍如下。日本帕卡工程公司在电泳槽液循环方式和电泳槽及循环系统的结构上已进行了两次大的改进，详见图4-5PMT逆向流循环方式在2006年9月投产应用后显示效果如下：水解了泡沫和尘埃和再附着。 防止尘埃从槽底部上卷起。槽中央的流动平稳顺畅。 有效的收集尘埃颗粒。显著提高电泳涂装品质；新的循环方式与老的循环方式相比，可成功减少尘埃、颗粒90%。日本大气社也有电泳槽逆向循环的专有技术，它与原有传统的电泳槽液循环方式的不同之处是逆向流，表面流速相对加大，电泳槽两端都设溢流槽。两种循环方式如图
15、4-6所示。新的逆向循环方式大幅度提高了电泳涂装的质量，使车身顶盖的颗粒型麻点（尤其是由铁粉形成的麻点）削减90%以上（同原来三条生产线平均每台车顶盖的颗粒型麻点6.4、6.9和10.5个减少到0.5个）三、热交换器电泳涂装要求槽液温度维持在一定值上，波支范围为1，在正常生产状态下，经常是需要对槽液进行冷却。引起槽液温度上升的因素主要有电泳电流产生的热量，被涂物带入的热量，机械搅拌的能量转换及周围环境影响等几个方面，其中主要是电泳电流产生的热量大。整个调温系统由热交换器、泵及冷温水系统管路、温水加热器、冷水槽、冷却塔及温度控制器、调节阀等组成，如厂房温度能保证在10以上时，温水加热可不考虑。对标准的阴极电泳（薄膜型）系统，冷却系统要具有在满负荷生产情部下，保持漆液在（151）的能力，一般的工作温度是2728。对厚膜电泳来说，冷却装置具有在满负荷生产情部下，保持漆液在（271）的能力，一般工作温度是2935。预计将来的发展趋势是允许电泳温度进一步提高，从而可减少冷却负荷。冷水机组及热交换器要以其在400V电压和最高的计算电流强度下工作来设计（选型）。系统要能接通自来水以便冷水机组发生故障时应急使用。槽液压力要始终超过冷却水的压力以防止槽液污染，在冬季可以只用冷却塔，不用冷水机组。板式和列管换热器均可使用，槽液在进入热交换器之前要经过过滤，热交换器要用不锈钢制造，在
