客車原材料前處理工藝淺析

丁延軍，賈小平

（安徽安凱汽車股份有限公司，安徽 合肥 230000）

隨著客車車身電泳的普及，國(guó)家環(huán)保要求的不斷提高，以及人們對(duì)改善工作環(huán)境持續(xù)追求，客車同行越來越深刻體會(huì)到原材料前處理這個(gè)前道工序?qū)Ξa(chǎn)品品質(zhì)提升和整個(gè)產(chǎn)品制作過程中污染物排放治理影響更加深遠(yuǎn)，意義更加突出。[2]

客車原材料前處理通常采用的工藝為酸洗磷化，是針對(duì)碳鋼板材和管材，其目的在于清除原材料表面的保護(hù)油脂膜和銹蝕。[1]重油污去除后即使及時(shí)使用，從下料到整車骨架電泳周期較長(zhǎng)，難免不會(huì)銹蝕，故必須考慮具備存儲(chǔ)防銹能力。目前有效的工藝為酸洗磷化后增加了浸油工序，這里所指的油是一種水性油，油膜薄，易處理，可通過調(diào)節(jié)化學(xué)成分比例滿足物料存儲(chǔ)周期（通常為1個(gè)月之內(nèi)）。

客車原材料前處理在整個(gè)客車制作工藝流程中位置主要分為兩種：一種是原材料前處理后進(jìn)行下料，另一種是原材料下料后進(jìn)行前處理，兩種工藝各有利弊。第一種工藝前處理過程中管材采用水平放置，板材采用側(cè)立放置，為保證管材和板材表面清潔無死角，原材料來料后需人工進(jìn)行割開。這種工藝便于集中處理，工位器具等相關(guān)配置統(tǒng)一規(guī)范，但需要槽體大、槽液多，前期投入和后期維護(hù)成本高。另外這種工藝下料后端面無防銹油，易銹蝕，國(guó)內(nèi)主要客車廠普遍采用該方式。第二種工藝，下料后分解并裝入專用工裝，管材采用豎立放置，板材需隔開。這種工藝需要的槽體小、槽液少，整體投資成本低，且不存在材料端面裸露現(xiàn)象，國(guó)外一般采用這種方式。

原材料前處理的工藝流程可根據(jù)自身需求進(jìn)行規(guī)劃，包括原材料來件的原始狀態(tài)，生產(chǎn)存放周期，以及當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保政策?？紤]到國(guó)內(nèi)原材料的狀態(tài)，國(guó)內(nèi)主流客車廠原材料前處理的主要流程為（可適當(dāng)增減）：預(yù)處理—預(yù)脫脂—脫脂—水洗1—強(qiáng)酸1—強(qiáng)酸2—水洗2—水洗3—弱酸洗—水洗4—中和—水洗 5—表調(diào)—磷化—水洗 6—純水洗—浸油—烘干—工件下線，其中浸油可根據(jù)需要存放的時(shí)間調(diào)整化學(xué)液成分比例，強(qiáng)酸主要采用鹽酸，弱酸采用的是游離酸。[3]但國(guó)外就有所不同，例如德國(guó)凱斯鮑爾公司受到當(dāng)?shù)貒?yán)格的環(huán)保限制以及德國(guó)自身材料良好，所以采用的工藝流程為：脫脂—脫脂—脫脂—水洗—水洗—酸洗—酸洗—水洗—水洗—表調(diào)—磷化—水洗—鈍化，其中酸類全部采用磷酸，相對(duì)強(qiáng)度要弱些。這里要強(qiáng)調(diào)的是德國(guó)原材料處理前本身清潔度很高。

客車原材料前處理有助于提升產(chǎn)品品質(zhì)。尤其是隨著技術(shù)的進(jìn)步，一些高端設(shè)備已走進(jìn)客車行業(yè)，走進(jìn)各個(gè)工序，隨之而來對(duì)材料清潔度也提出苛刻的條件。在技術(shù)創(chuàng)新突破過程中，原材料下料方式已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，從原始的沖壓到等離子切割，再到大功率激光切割，精度在不斷提升的同時(shí)，廢料在不斷減少。以此同時(shí)橫向也在發(fā)展，原來激光切割只應(yīng)用于板材下料，后來逐漸擴(kuò)展到圓管激光下料，而現(xiàn)今已經(jīng)發(fā)展到矩形管激光下料。高科技的引進(jìn)催促著原材料的不斷進(jìn)步，不僅是原材料本身的精度，也包括了表面清潔度。原材料表面的清潔度直接會(huì)影響激光切割效果，包括表面油脂和銹蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致切割出現(xiàn)流渣和切割不透。影響客車焊接主要分為兩部分：一部分是管材和板材相互或同類之間采用的CO2保護(hù)焊；另一部分就是蒙皮焊接，包括內(nèi)外蒙皮焊接，即將鍍鋅板或冷軋板用單面電阻焊焊接到車身骨架上。通常情況下銹蝕比油脂對(duì)CO2保護(hù)焊影響更大一些，因?yàn)橐坏┖附悠鸹∮椭瑫?huì)高溫燃燒，故對(duì)焊接影響小。目前如原材料如不進(jìn)行前處理就必須用打磨機(jī)去除銹蝕。然而蒙皮焊接就不同了，無論是銹蝕還是油脂對(duì)蒙皮電阻焊影響很大，焊接過程中出現(xiàn)的炸裂均是清理不到位所導(dǎo)致的，這種現(xiàn)象極有可能導(dǎo)致點(diǎn)焊焊接不實(shí)，帶來蒙皮脫落隱患。針對(duì)蒙皮電阻焊，現(xiàn)不進(jìn)行原材料前處理的廠家都會(huì)在焊裝生產(chǎn)線蒙皮焊接前預(yù)留一個(gè)工位專門進(jìn)行清潔，包括打磨和清洗劑擦拭，以確保蒙皮的順利焊接。電泳線目前在客車廠已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，眾所周知電泳前面工序主要是對(duì)車身清潔，包括除油除銹、高壓噴淋，均是意在減輕電泳前處理線的壓力，確保車身電泳前的清潔度，從而保證電泳質(zhì)量。原材料前處理最大作用就是減輕電泳前處理線壓力，從而保證電泳效果。電泳前處理線主要包括脫脂和磷化，這種配置對(duì)輕度銹蝕有一定作用，但銹蝕過大就無能為力了。如果原材料表面油脂過多，脫脂槽壓力很大，需要頻繁換槽液，槽內(nèi)油脂過多，前處理過程中還會(huì)隨車身帶入其他槽內(nèi)，污染其他槽液。以上無論是銹蝕，還是油脂清除不干凈都會(huì)導(dǎo)致電泳缺陷的產(chǎn)生，防腐性能就會(huì)下降。原材料前處理可幫助電泳解決兩大難題，第一去除矩形管內(nèi)壁油脂，第二矩形管表面重銹。，其重要性不言而喻。

隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)保意識(shí)在增強(qiáng)，國(guó)家環(huán)保要求也在不斷提升，職業(yè)健康得到高度重視。環(huán)保投資在廠房建設(shè)過程中所占的比例越來越高。焊接廢氣治理一直困擾著客車企業(yè)，傳統(tǒng)的排煙方式都是頂部安裝軸流風(fēng)機(jī)，但效果不明顯。焊接煙霧主要是固體懸浮物，懸浮在廠房中間。后來逐漸演變?yōu)閺?qiáng)制排風(fēng)，即頂部或側(cè)部安裝多臺(tái)大功率風(fēng)機(jī)，通過強(qiáng)制排風(fēng)，車間廠房門進(jìn)風(fēng)從而形成氣流拉動(dòng)煙塵排除。但目前這種方式也被取締，環(huán)保要求所有焊接煙塵不得直排，要求過濾收集后排放。焊接煙塵主要形成原因就是焊接過程中原材料表面的油脂在高溫下不完全燃燒形成的，那么無論是為滿足環(huán)保要求，還是為工人的身體健康，源頭控制自然是最佳方式，那么原材料前處理便是最佳方法。原材料前處理對(duì)電泳的影響是最大，客車電泳一般為整車浸入，然而與乘用車不同的是由于整車體型龐大整體在電泳線翻轉(zhuǎn)角度小，兜液嚴(yán)重。這樣一來，如果電泳前處理線壓力過大，會(huì)影響整體電泳線的污染。如果原材料未進(jìn)行前處理，那么整體電泳線倒槽頻次增加。不僅需要建設(shè)更大污水排放周轉(zhuǎn)池，也要加大污水處理能力。

客車原材料前處理投入注意事項(xiàng)。為徹底清除原材料表面的銹蝕，原材料前處理一般都采用強(qiáng)酸處理，這一點(diǎn)必須得到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的認(rèn)可，或者通過有效的治理措施滿足環(huán)評(píng)要求，包括廢氣排放和廢渣、廢液的處理排放，這一點(diǎn)必須高度重視，否則影響投產(chǎn)。其次由于原材料有強(qiáng)酸的特殊性質(zhì)，酸氣具有強(qiáng)腐蝕性，故廠房建設(shè)必須充分考慮結(jié)構(gòu)，包括建筑的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、設(shè)備的防腐性能、廠房排風(fēng)等。

原材料前處理作為客車制造的第一道工序，雖然投資大，但是長(zhǎng)遠(yuǎn)來看對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提升，后期環(huán)保治理，人員職業(yè)健康都有積極作用，是值得推廣的。但在投資前期一定要根據(jù)材料來料質(zhì)量，物料存儲(chǔ)周期，當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求選擇不同的工藝流程和前處理材料。

[1] 夏海明,李祥松.鋼材的防銹和除銹技術(shù)及其應(yīng)用[J].全面腐蝕控制.2016.(2).

[2] 趙彥浩.客車零部件超聲波酸洗磷化工藝及其產(chǎn)生的廢棄物處理[J].客車技術(shù)與研究.2008(6).

[3] 晁兵,陸東方.鋼材的酸洗磷化[J].涂裝與電鍍,2009.06.