1、長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備42 電泳涂裝設備 電泳涂裝設備系指電泳涂裝方法的專用設備。這一般由電泳槽、轉移備用槽、槽液循環過濾系統、超濾（UF）裝置、電極和極液循環系統、漆液溫度調控系統、直流電源及供電系統、涂料補給裝置、電泳后清洗裝置、電泳涂裝室（防塵罩）、電氣控制柜等專用裝置（系統）組成。再由這些專用設備與輸送被涂裝物的設備、烘干室、強冷室等組成電泳涂裝生產線。烘干室純水洗UF水洗電泳超濾裝置溫度調節泵陽極裝置整流電源長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 421 電泳槽、備用槽和電泳涂裝室體 電泳槽是電泳涂裝作業的浸槽（或稱主梢），形狀有船形和

2、長方形兩種。典型電泳槽的斷面間隙尺寸見下圖：長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 電泳槽體通常分為主槽和輔槽兩部分，由鋼板及型鋼焊接制成。 電泳槽體的特點： （1）在滿足電泳漆工藝條件的前提下，應盡量減小主槽的容積。 （2）主槽的橫斷而形狀應與漆液攪拌流向相適用，以增強攪拌效果。 （3）主槽的縱斷面應使漆液沿單一循環路線連續流動，液面流向與工件運行方向相同，為此，在入槽端應設置導流板。 （4）主槽底板向入槽端或向中部傾斜，其斜度為10 / 100015 / 1000 并在槽底最低處設置漆液排放口。 （5）盡量避免槽內產生死角，在轉角處應以圓弧或斜板過渡。 （6）輔槽設置在出槽

3、端，可以回收工件帶出的余漆。它的作用是盛接電泳槽表面流帶入的泡沫和塵埃，并有消除泡沫的功能。 （7）主槽與輔槽之間應設置溢流堰，用以調整主槽的液面高度。主槽與輔槽液面高差應保證在1 00mm 以內。 （8）電泳槽內表面要進行絕緣防腐處理，確保槽體的絕緣及防腐能力。 備用槽供清理、維修電泳槽時儲存電泳槽液用，故又稱轉移槽。其形狀取決于安置的場所，可以是長方形、槽車或圓柱形。備用槽的容量應能容納全部槽液，并留有足夠的余量。備用槽內表面的涂層不需要絕緣性，僅需耐電泳槽液的防腐蝕處理； 電泳槽上設置一個封閉的防塵室（又稱為電泳涂裝室），該室一般用鍍鋅鋼板，最好用不銹鋼材料制成，電泳涂裝室留有玻璃窗和出

4、入門，門上應裝有安全保護鏈鎖裝置，以防止正常工作時人員進入，發生觸電事故。另外，電泳槽中有機溶劑要設排風換氣系統。UF超濾器長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 422 電泳槽液循環系統（包括過濾器和冷卻裝置） 陰極電泳槽液自配槽后就應連續循環攪拌，因故障而停止的攪拌時間不應超過2小時 。循環攪拌的主要功能有以下四個： （l ）保持槽液均勻棍合和防止顏料在槽內或被涂物的水平面上沉淀。 （2）槽液循環經過濾器，除去槽液中的顆粒狀的塵埃和油污。 （3）保持槽液的溫度均勻，通過使用熱交換器，交換掉由涂裝電能和泵工作的機械能轉換成的熱量。 （4）及時排除在電泳過程中在被涂物表面上產生

5、的氣體。 電泳槽循環管路和噴射布置示意圖，如下圖所示； 過濾器板式換熱器換熱循環泵主循環泵冷水進溫水出過濾器超濾循環泵過濾器UF液儲槽長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 槽液循環系統一般由主循環過濾、熱交換循環過濾、超濾（UF ) 3 條回路組成。 在槽液循環過程中應確保液面的流速（0.20.3 ) m / s ，靠近槽底部的流速最低為0 . 4m / s 。在連續式生產場合，槽液流向與被涂物（如車身）前進方向一致，液流速度一般要為車身移動速度的（2 4 ）倍。管路內的槽液流速一般為（2 . 5 一3 . 5 ) m / s 。 槽液的循環次數根據所選用的陰極電泳涂料品種不

6、同有差異，一般為( 2 6 ）次小時 ，以此來選用循環泵的流量。新一代電泳漆的指標變化要求循環次數有所下降，下降的同時也節約了成本和降低了熱量的產生。 泵一般使用臥式和立式端吸式離心泵，分體臥式泵已成功地用于陰極電泳系統，泵的材質用不銹鋼。電機轉速應在1450r / min 左右。在循環系統中不推薦設置備用泵。立式、臥式泵的循環管路布置方式各有優越性，立式泵價格較高、維修不方便，但結構緊湊、不易泄漏。一般使用臥式泵場合，為防止電泳涂料的滲漏和對雙機械密封進行冷卻，需增加UF液水封裝置。 陰極電泳涂裝的管路一般都用不銹鋼管，在陰極電泳槽內分布的噴管使用PVC 管和塑料噴嘴，所以管路布置都要有一定

7、的傾斜度，以允許完全排凈，而且要裝低點排放口。長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 在電泳系統中閘閥、偏心閥、球閥和蝶閥都可用，其結構材質及布置對延長使用壽命很重要。蝶閥用得較多，其閥片及軸只能用不銹鋼制造，閥座要用聚四氯乙烯。閥門要盡可能地靠近“T ”型結構安裝，以使閥面得到沖刷；壓力表安置的位置對減少其堵塞極其重要，將其安裝在管線的上端，不能水平或環形連管。 達到更好的循環效果，在電泳槽、備用增中的循環攪拌管上安裝引流噴嘴，利用文丘里原理，使噴嘴通過引流器噴出的槽液量擴大（3 一4 ）倍。其工作原理見下圖。 長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 1、電泳

8、涂裝用過濾裝置： 為確保優良的電泳涂膜的外觀質量，在槽液的循環管路、電泳后清洗的循環UF 液及循環去離子水管路中都應裝過濾器，便于對槽液、循環清洗液進行最大限度的過濾。 槽液中塵埃顆粒（外界和被涂物帶入的臟物）、凝聚顆粒（前處理帶來的雜質與漆反應生成的臟物）及其他機械污染物靠過濾器來清涂。要求通過過濾器的稽液量為槽容量的（4 6 ）倍h ，最小不能低于槽容量。當過濾的槽液量為槽容量7 倍時，這樣至少有質量分數為99 . 9 的槽液經過了一次過濾。 槽液中有油污是涂膜產生縮孔的主要原因之一，可使用吸油過濾器，把它裝在標準袋式過濾器中，并降低流速，以獲得最佳效果。 一般的過濾器有濾袋式和濾芯式兩種

9、。濾袋式大多用紡織物和無紡織物制成，安裝在金屬結構的支撐筒中，濾袋的清洗或更換視過濾器進出口壓力而定，壓差控制在（0.050.08 ) MPa 。濾芯式一般是纖維質或塑料燒結而成，一般初期壓差不大于0.08MPa 。當壓差達0 . 08MPa 時就需要換新濾芯。現今常用濾袋式過濾器，有單袋、雙袋、四袋、六袋等形式，單袋過濾器的結構見右圖： 陰極電泳槽液的過濾精度，在要求高的使用場合為100 地通過25 m。過濾器殼體及支承架等應用耐酸鋼或長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備合成材料制造。有時槽液先通過粗過濾器，再通過精過濾器（或兩層）過濾。 2 、槽液溫度控制（冷卻裝置） 為

10、保證泳涂質量，要求將槽液溫度控制在士l 范圍內，在正常生產狀態下是對槽液進行冷卻，在電泳涂裝過栓中，主要由來自四個方面的熱量產生。（1）由于電泳電流產生的熱量為Q1； （2）循環泵攪拌帶來的熱量為Q2； （3）被涂物帶入的熱量Q3 （4）周圍環境溫度的影響Q4 通過以上四個方面可計算出總熱量，就可選擇所用換熱器的大小。，一般槽液的溫度處于上升狀態，控制溫度需進行冷卻。 一般陰極電泳涂裝槽液的工作溫度是（2728 ） ，要求冷卻系統具有在滿負荷生產情況下保持槽液溫度為15 的能力，有些厚膜陰極電泳涂料要求槽液溢度高些，為( 2935 ） ，這樣冷卻系統在滿負荷生產情況下具有保持槽液溫度為（27

11、士l ) 的能力即可。從發展趨勢來看，由于工作溫度的提高，冷卻負荷可進一步減少。 槽液溫度控制：冷卻用（710 ） 的冷水，加熱用（405 ） 的溫水。整個調整系統由熱交換器、泵及冷水（或溫水）循環管路、溫水加熱器、冷水柑、冷卻機組、冷卻塔和溫度控制器、調節閥等組成。如廠房溫度能保證在10 以上時，溫水加熱可不考慮。 熱交換器安設在槽液的循環管路中，槽液在進入熱交換器之前要經過濾器，槽液壓力要始終超過冷卻水的壓力，以防槽液污染。板式和列管式熱交換器均可使用，要用不銹鋼制造。熱交換器上要裝有排放口及去離子水沖洗連接管路。為防止板式換熱器結垢和竄液，可考慮在板換的水循環一側使用純水，并在管路上增加

12、濁度計來對竄液問越進行監控， 長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 3、超濾（UF ）系統 超濾系統是電泳涂裝工藝中主要設備之一，其主要作用有如下兩點： （1）電泳涂料的回收，在使用超濾系統時，因為可以用超濾透過的清洗液充分洗滌除去粘附在被涂物上的電泳涂料，進行回收，回收效益可高達95 以上，節約電泳涂料，減少污水處理量及費用 （2）電泳槽的控制，電泳槽內槽液的電導率及雜質離子含量可以通過超濾液的排放而得到有效控制，保證電泳涂膜質量。 超濾器的結構形式有多種，常見的超濾器有管式、中空纖維式、卷式和板式四種形式，它們各有優缺點，下圖為四種超濾器的結構示意圖， 長城汽車股份有限公

13、司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 四種超濾（UF ）系統的性能比較 超濾器形式及性能板式管式卷式中空纖維式膜面積/體積支撐體結構堵塞情況清洗情況較大復雜易堵塞難小較復雜不易堵塞易較大簡單易堵塞難大簡單易堵塞較難長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 超濾（UF）系統主要有以下幾部分： （1）供漆部分 根據超濾器本身的結構特性，要保證超濾器內部電泳涂料的一定流速和流量選擇供漆泵，供漆部分有兩種形式，對于小型電泳槽采用直供式，即供漆和超濾循環共用一臺泵。對于大型電泳槽，可專設供漆泵，循環泵按超濾器本身要求選擇，供漆泵的流量一般為超濾器透過量的20 倍（此值僅為常規估算概念，陽極

14、電泳和陰極電泳、黑漆和灰漆各不相同），從超濾器系統回到電泳槽的電泳涂料量為超濾液量的19 倍。這一數量要很好地掌握，否則引起濃差極化令超濾膜堵塞。 （2）過濾部分 超濾器其實為超微孔過濾，超濾膜上有細微孔，允許水和小分子溶劑及相對分子質量小的樹脂分子通過，若電泳涂料在進超濾器之前不進行過濾則極易堵塞超濾器膜孔，清洗周期縮短，減短使用壽命，一般情況下采用過濾精度為（100150 ) pm 的袋式過濾器，但對進入超濾器的機械雜質含量要求嚴格，所以要求過濾精度為25 pm 。 （3）控制及檢測部分 超濾器運行過程中不允許隨意停機，因為停止運行時漆液沉積在超濾器內，易堵塞超濾器，所以對其控制要求較嚴格

15、，當超濾器供漆泵停止運行時應自動地用干凈超濾液將漆液排到電泳槽內，用干凈超濾液將超濾膜浸泡。另外系統中應安裝玻璃轉子流量計和濁度計，隨時觀察透過量的變化情況和超濾膜有無破損現象。在超濾器進口處應裝有緩開閥，當供漆泵起動時進口閥門是緩緩打開的以避免進漆壓力過高，損壞超濾膜。在超濾器的進出口應安裝高壓、高溫保 長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備護器，一旦壓力、溫度超過許可范圍，整個系統就自動停止運行。 （4）清洗部分 超濾器工作一段時間后由于膜在濃差極化的作用下慢慢被堵塞，當超濾液透過量下降到額定值的70 就應進行清洗，以恢復到良好的工作狀態，清洗為循環清洗方式，清洗泵應與超濾

16、器配套，在清洗泵的進口處應裝有100pm 左右的袋式過濾器，以便在循環清洗過程中除去超濾膜上清洗掉的漆渣及其他臟物。 超濾器清洗分為 a、正常維護性清洗或堵塞不嚴重時清洗； b、磷酸鉛、磷酸鐵堵塞時清洗； c、生物堵塞時清洗； 422 供電系統 該系統包括直流電源，電極及板罩，極液循環系統等。 1 、電泳涂裝直流電源， 直流電源由整流管供給，供車身的陰極電泳的直流電源電壓應能在(0500 ) V 之間可調，泳涂零部件的電壓可適當低一些 (0400 ) V 。直流電要經濾波，電壓脈沖幅度不能超過平均直流電壓的5 % ，在滿負荷情況下電壓脈動率要小于5 % 。 對于連續通過式的電泳涂裝為了降低入槽

17、段的電流密度，避免過于激烈的電解反應發生，提高涂膜外觀質量，入槽段應采用低電壓：為了提高被涂物內腔的泳透力，在電泳過程中需采用高電壓。所以，多個整流柜，多段電壓供電方式已在電泳涂裝中經常使用。長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 2 、在陰極電泳涂裝場合的陽極 在陰極電泳涂裝場合，陰極和陽極的面積之比為4 : 15 : 1 。陽極沿著槽壁布置，浸入槽液中的深度不得小于槽垂直壁的槽液深度的40 % ，在全浸泳涂時間超過或等于3min 場合，陽極從出槽口向前排，一般在入槽端靠近入槽車身部位不布置陽極。泳涂汽車車身那樣較大的被涂物場合，可在底部和頂部也布設陽極，以使涂層厚度均勻。

18、陽極一般采用3.0mm以上厚度的不銹鋼板或鋼管。在正常情況下，每個極罩可配裝一個安培計，以便可連續觀察各極罩的運行情況。 陽極裝置有板式陽極裝置和管式陽極裝置兩種結構（見下圖）： a）板式陽極 b）管式陽極1-匯流排 2-優質不銹鋼螺栓 3-塑料護板 4-框和膜 陽極板 6-防護罩 7-電線 8-隔膜 9-陰極陽極結構示意圖長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 3、陽極液系統： 在陰極電泳過程中其陽極區不斷產生有機酸，如果不及時除去，就會進入槽液使PH值下降，影響工藝參數PH 值的穩定，影響泳透力及涂膜性能，再溶解性增大。除去槽液中的游離酸的辦法有兩種：添加未中和或部分中和的

19、陰極電泳涂料和采用陽極隔膜系統。一般常用陽極隔膜系統法。 陽極隔膜系統法是將陽極封閉在可沖洗的陽極罩中，極罩由不導電材料制成，敞開面（板式電極罩朝向被涂物的一面，管式電極四周都可算敞開面）裝有離子選擇性的隔膜。 陽極液系統是由陽極隔膜系統、極液往返循環管路、泵、極液槽、電導率和混濁度控制儀、去離子水供給管路等組成（見右圖）： 長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 423 電泳后沖洗設備 電泳后沖洗設備的作用是清洗、回收工件表面從電泳槽中攜帶出來的浮漆，確保電泳漆膜質量，提高涂料利用率，減少污染物排放。 電泳后沖洗設備由超濾液（UF液）清洗及純水清洗兩部分組成，其完整的電泳后沖

20、洗設備見下圖：UF1水洗UF2水洗UF3水洗一次純水洗二次純水洗三次純水洗純水清洗部分UF水清洗部分長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 選用電泳后清洗設備應考慮以下原則： （1）根據被涂物的結構及對涂膜裝飾性要求選擇清洗道數和方式。像汽車車身那樣復雜的被涂物則需選用6 道工序以上的噴、浸結合式的清洗工藝； （2）工件出槽就馬上沖洗，保持工件濕潤，不使表面沾污和干結。噴洗時間（1030 )秒（達到置換清洗液）即可。 （3）槽液本身具有易起泡的特性，落差過高、噴射作用、噴射壓力過高易起泡，應調整在（0.050.1）MPa 之間。 （4）為保證清洗質量，泵和噴嘴之間應安裝過濾器，浸洗液每小時也要過濾( 23 ）次，過濾精度最大為25m。 （5）后清洗設備的泵、管道、過濾器、槽體和殼體等必須用不銹鋼或惰性材料制造。 （6）新鮮UF 液、循環UF 液無論在生產和不生產場合均逆工序方向流回電泳槽。 （7）增設吹水和瀝水裝置，增設防塵罩（通道），以防止灰塵降落在未烘干的電泳涂膜上。 長城汽車股份有限公司涂裝技術培訓教材 第四章 工藝裝備 424 電泳涂料補加裝置 隨著生產的進行，電泳槽液的固體分下降，其顏基比、中和劑和有機溶劑的含量也都有所變化，需根據涂裝面積和實際測定的結果，算出相應的涂料和各種助劑的補給量