電泳槽陽(yáng)極板設(shè)計(jì)研究

高岳鑫

（一汽-大眾汽車有限公司規(guī)劃部，吉林 長(zhǎng)春 130011）

前言

陰極電泳是目前轎車車身制造普遍采用的涂裝工藝，隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，而陰極電泳技術(shù)可以有效保證車身電泳膜厚的均勻性，從而提高車身使用壽命（耐腐蝕性）。陽(yáng)極板是轎車陰極電泳設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，必須科學(xué)設(shè)計(jì)選材，精心選型安裝，細(xì)致維護(hù)清理，才能發(fā)揮陽(yáng)極系統(tǒng)的功能，為生產(chǎn)出良好的電泳防腐涂層提供保證。

1 陽(yáng)極板設(shè)計(jì)方法

1.1 陰極電泳原理

車身陰極電泳是將具有導(dǎo)電性的車身和滑撬浸漬在裝滿水稀釋的、濃度比較低的電泳涂料槽中作為陰極，在槽中另設(shè)置與其相對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極，在兩極間通直流電，從而在車身上析出均一、不溶于水的涂膜的一種涂裝方法。

通過(guò)直流電將水和樹(shù)脂分子分別電解為相應(yīng)的陰陽(yáng)離子，陽(yáng)離子泳向陰極，陰離子泳向陽(yáng)極，借助于電，樹(shù)脂分子從液體析出形成電泳漆膜，半透膜兩端通電后，低濃度向高濃度移行，電泳涂膜在加電作用下脫水使涂膜致密化。

圖1 車身陰極電泳原理

1.2 陽(yáng)極板作用

圖2 陽(yáng)極板工作原理圖

由于在陰極電泳過(guò)程中，樹(shù)脂陽(yáng)離子容易在車身上沉積，有機(jī)酸根離子積聚，PH值降低，電導(dǎo)率升高，從而電泳漆面容易形成條印，漆膜粗糙等問(wèn)題。這就需要安裝陽(yáng)極板來(lái)除去槽液中的游離酸，并防止酸的積聚，維持槽液的穩(wěn)定。

1.3 陽(yáng)極板分類

陽(yáng)極板按照形狀來(lái)劃分，可以分為板式陽(yáng)極、管式陽(yáng)極以及弧形陽(yáng)極板，相同情況下三種管路對(duì)比如下表所示：

1.4 陽(yáng)極板材料的選擇

陽(yáng)極電極材料，一般選擇316L不銹鋼，厚度大于1/8英寸(3.2mm)。為延長(zhǎng)陽(yáng)極的使用壽命，可選用氧化釕或鈦基氧化物的電極。涂覆有氧化釕成分的陽(yáng)極壽命是不銹鋼陽(yáng)極的數(shù)倍，但初期投資也比不銹鋼要多。

陽(yáng)極膜材料，一般為只有水分子、小的酸根離子等能通過(guò)的半透膜（陰離子交換膜），樹(shù)脂、顏料等大分子則不能透過(guò)。

陽(yáng)極循環(huán)管路的材料，一般為不銹鋼 316L或者材質(zhì)優(yōu)良的PP管材，因?yàn)楣苈分械年?yáng)極液PH范圍在2-3左右，需要抗酸液腐蝕。

1.5 陽(yáng)極板面積的計(jì)算方法

圖3 陽(yáng)極板面積計(jì)算圖

陽(yáng)極面積可通過(guò)下列公式計(jì)算：

其中， SA——陽(yáng)極面積

JPH——生產(chǎn)節(jié)拍(hour-1)

T——單車電泳涂裝時(shí)間（min）

SC——單車表面積

R——陰極面積/陽(yáng)極面積（通?！?：1）

陽(yáng)極寬度通常為b=690mm，長(zhǎng)度a根據(jù)槽體深度確定。從而，陽(yáng)極板的數(shù)量m=SA/a*b。

1.6 陽(yáng)極板安裝及排布原則

一般情況下，安裝時(shí)間為電泳漆投槽前，并通過(guò)滲漏測(cè)試。一旦投入生產(chǎn)，陽(yáng)極板必須一直保持濕潤(rùn)的狀態(tài)，并且干燥的時(shí)間不能超過(guò)3小時(shí)。否則陽(yáng)極膜將發(fā)生破裂。

陽(yáng)極單元應(yīng)沿槽壁布置，浸入深度不大于槽液深度的40%。

在全浸泳涂時(shí)間大于 3min的場(chǎng)合，陽(yáng)極的排布要從出槽口向前排，一般入槽端靠近入槽車身部位不布置陽(yáng)極板。

陽(yáng)極板相鄰2個(gè)電極段之間至少有1個(gè)極罩的間隙。如果兩個(gè)極罩之間的電壓差超過(guò)75V，要留出2個(gè)極罩的間隙。如果電壓差超過(guò)100V，則要留出3個(gè)極罩的間隙。

在泳涂車身面積較大的情況下，一般在電泳槽的底部也設(shè)置陽(yáng)極板，這樣可以使電泳涂層更加均勻。

圖4 電泳槽中陽(yáng)極板排布

2 結(jié)語(yǔ)

以上是對(duì)電泳槽陽(yáng)極板的工作原理及設(shè)計(jì)原則作了簡(jiǎn)要介紹。作為陰極電泳涂裝工藝的重要設(shè)備，陽(yáng)極板的質(zhì)量決定了電泳車身膜厚、粗糙度等重要參數(shù)指標(biāo)，從而將會(huì)影響車身的防腐性能。由于篇幅的限制，本文僅根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料，對(duì)一種陽(yáng)極板的設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行了計(jì)算。未來(lái)還需要在實(shí)踐中不斷優(yōu)化陽(yáng)極板的設(shè)計(jì)理論，結(jié)合新型材料，改善陽(yáng)極板的電泳效果，從而提高車身防腐性能。