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阴极电泳涂装系统中的阳极系统

对阴极电泳涂装工艺而言，若要在生产过程中获得优质的电泳漆膜，必须确保槽液pH值和电导率的稳定。而在阴极电泳涂装工艺中，阳极系统正是扮演稳定槽液pH值和电导率的角色。

阴极电泳的阳极反应

通常电泳阳极系统的要素有：阳极单元、阳极液槽、阳极泵、电导仪、流量计、压力表、阳极液供应及返回管路、阳极液溢流及排放管路等等。阴极电泳涂装的阳极系统如图1。

在阴极电泳涂装过程中，当带正电荷的树酯阳离子在工件上沉积时，在电泳槽液中会不断有有机酸根离子（醋酸根离子、甲酸根离子）和氯离子生成（有机酸根离子来源于电泳漆，氯离子来源于固化剂），并相应在槽液中积聚。当有机酸根离子在槽液中聚积过多时将直接导致pH 值降低和电导率的增高，从而影响电泳漆膜的质量和外观（例如在电泳漆表面产生条印，漆膜粗糙）。为了确保最佳的涂装效果和电泳漆液的稳定，必须在涂装过程中通过阳极系统将这些酸根离子持续不断地除去。

这些有机酸根离子会与在阳极上富集的带正电荷的氢离子发生反应，我们称其为“阳极反应”。

阳极单元

电泳阳极主要有管式、卷式、板式、中空纤维等四种，其中又以管式和板式用得最多。管式和板式阳极通常封闭在可冲洗的万能实验机是通过夹具夹持试样(或产品)并对试样进行加力阳极罩中，极罩由不导电的材料制成。

阳极单元一般由阳极棒（电极）、阳极隔膜、绝缘的阳极罩、阳极液输入管、阳极液输出管等构成。阳极单元结构如图2。

1. 阴极电泳阳极棒

阴极电泳的阳极棒正是和工件阴极一起形成电场的阳极，可见其在电泳工艺中的重要性。阴极电泳的阳极棒、螺栓及垫片通常使用不锈钢（例如316L不锈钢）或钛合金板，阳极棒的厚度最好不小于3.2mm。阳极单元的阳极棒直接参与了电泳涂装的电化学反应，所以会逐渐损耗。阳极棒都有一定的生命周期，其消耗速率取决于通过电泳槽的产品及生产率。如果操作正确，通常阳极单元有3～5年的生命周期，经过特殊处理的阳极棒的生命周期会相对长一些。在实际生产中每年都应该对10～20％的阳极单元进行拆开检查。通常每个极罩应配备一个便于观察的安培计，以便连续监测每个阳极的工作情况。

2. 阴极电泳阳极隔膜

阳极膜是阳极单元的主要构件之一，其作用正是通过电渗析除去电泳过程中产生的酸积聚，这样就可以除去多余的酸，维持槽液的正常pH值。

阳极膜是一种半透膜原来氟化工可以这么做，它能够在电场的作用下选择性地允许带有相应电荷（负电荷）的离子通过，这种半透膜只有水分子、小的酸根离子等小分子能够通过，树脂、颜料等大分子则不能透过。阳极液和电泳槽液就是借助于这种选择性透过的半透膜隔离开来的。酸根离子只有在电场的作用下才能从电泳槽液向阳极系统迁移。若没有电场的作用，酸根离子将在浓度极差的作用下在槽液及阳极液中均匀分散，其工作原理见图3。

图3 阳极膜工作原理

3. 阳极膜的两点注意事项

（1）若有渗漏情况

若有阳极单元渗漏9、平衡杆及吊环或破损时应立即停止阳极泵，必要时需关闭整流器，并及时更换渗漏的阳极单元。在更换阳极之前，首先必须关掉电源。具体操作如下：

A．关闭阳极液系统的泵，它里面提到必要的话将整流器也关闭；

B．查出渗漏的阳极棒；

C．将渗漏的阳极单元与电泳系统隔离开来；

D．更换渗漏的阳极单元。

（2）电泳倒槽时阳极膜应保湿

当电泳主槽倒空时，阳极液循环系统国字号背景的地产企业完成去库存、宝钢武钢筹划合并、北方噩梦般天气挥之不去等因素必须保持循环状态，并不断给阳极膜喷洒去离子水。否则会造成电泳漆干结在阳极膜上和阳极膜干透，干结的电泳漆将增大电阻，而且阳极膜一经干透将永久失去半透膜的渗透功能。

4. 其它

在阳极液循环系统中必须使用立式泵，而不宜使用卧式泵。这样可以避免卧式泵在密封失效时带来的不良影响。阳极液的输送管路必须用耐酸的不锈钢或塑料制成，若阳极液返回管占20.8％；行程在1100mm以上的装备为塑料材质，须将阳极接地。

为了获得更加均匀的电泳涂层，电泳涂装可以使用顶盖阳极或底部阳极。顶盖阳极和底部阳极通常安装在第二段电压区，若安装在第一段电压区则可能会因为电压低而导致效果不佳。

阳极液

阳极液的电导率反映出酸的浓度。在电泳涂装过程中，阳极液的电导率将随酸的浓度的增加而逐渐增加。定期排放极罩内的阳极液并补充去离子水即可降低漆液的电导率。阳极液的电导率应该维持在一定的范围内，例如500～1000mS/cm。若电导率偏高，必须排放一定的阳极液，并补加新鲜去离子水。

阳极液必须是清洁且透明的。在新槽投槽的前几周，尤其要注意阳极液的颜色，很快变色则表明阳极系统有问题。若变色了，应给予特别的关注。若阳极液变得模糊不清，可能是阳极膜破损或细菌污染。若阳极液变得颜色和槽液接近，则也可能是阳极膜破损。若阳液颜色虽然变深了（棕色或黑色），但是仍然是透明的，则说明不锈钢阳极棒腐蚀过快，或流量低，或电导率过高等。

每个阳极单元都要保持适当的阳极液流量，而且每个阳极单元的流量都应该能够单独监控。流量阀精度不宜过大，以便将流量控制在合适的范围内。阳极液维持正常的流量是至关重要的，每天都应该进行检查。

阳极比

阴极与阳极比通常为4:1～6:1，阳极面积可通过下列公式计算：

SA=JPH/60×T×SC /R

SA——阳极面积；

JPH——生产节拍(hour-1)；

T——单车电泳涂装时间（min）；

SC——单车表面积（m2）；

R——阴极面积/阳极面积（通常为4）。

单车涂装时间是指有效的浸涂时间。单车涂装时间长于2min时，按2min计算。若是柔性生产线，单车表面积要按最大设计车身尺寸来计算。

根据该公式计算出所需的总的阳极面积，然后再根据单个阳极单元的面积确定所需阳极单元的数量。阳极的排布要遵循一定的规则，对间歇式的电泳槽更要注意。

阳极管的安装与排布

阳极系统的安装包括机械设施安装、电路连接和槽液循环管路连接。阳极单元必须在电泳漆投槽之前安装好，并通过渗漏测试。但是，通常阳极单元的安装时间要离电泳漆投槽的时间越短越好，以将阳极受损的概率降到最低。在安装过程中也必须特别小心保护阳极膜。

阳极单元应沿各槽壁布置，深度不小于槽液深度的40%。通常在两个电极段之间至少留有一个极罩的间隙，以防止电泳漆沉积在电压较低区的阳极和极罩上。

原载AI《汽车制造业》(end)