汽车涂装技术：阴极电泳中的阳极系统

摘要：介绍了轿车阴极电泳中阳极系统的组成及其设计选型的原则。详细分析了阳极管的选材、构造、性能及其维护保养技术，阐述了常见典型问题的解决措施。

关键词：阴极电泳；阳极；阳极管；杀菌

0 前言

阴极电泳是轿车车身制造普遍采用的涂装工艺，它是提高车身使用寿命(耐腐蚀性)的主要手段。在阴极电泳中，所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)的树脂和颜料浆，被涂物(车身)作为阴极。在阴极上的最初反应是水电解形成氢气和氢氧根离子(OH-)，这一反应致使阴极表面产生高碱性界面层，使带正电荷的粒子在阴极上凝集，阳离子(树脂和颜料)与氢氧根离子(OH-)反应产生涂膜沉积。

在阳极区不断产生有机酸：

这些酸如不及时除去，就会进入槽液使pH值下降，影响工艺参数的稳定，影响泳透力及涂膜性能，再溶解性增大。除去槽液中游离酸的办法有两种：添加未中和或部分中和的阴极电泳涂料和采用阳极隔膜系统。一般常用阳极隔膜系统法，尤其是在大型阴极电泳涂装线上。

1 阳极系统的组成

阳极系统包含阳极液系统和阳极电源两部分，阳极液系统是阳极系统的主要组成部分，它由阳极隔膜系统、极液往返循环管路、泵、极液槽、电导率和混浊度控制仪、去离子水供给管路等组成。

1.1 阳极液系统

阳极隔膜系统是将阳极封闭在可冲洗的阳极罩上，极罩由不导电材料制成，敞开面(板式电极罩朝向被涂物的一面。管式电极四周都可算作敞开面)装有离子选择性隔膜。阳极有板式、管式、弧形阳极等形式，其中管式阳极目前应用最为普遍，下面着重介绍：

管式阳极单元由阳极罩(含离子交换膜)和阳极两部分构成，是过去板式阳极的替代产品。其结构紧凑，膜电阻小，耗电量低，泳透力高，单位膜面积大，使用寿命长，方便检修和管理。由于其体积小，重量轻，可安装于电泳槽的侧面、底部或上部，以满足不同涂装工艺的要求。阳极电极材料一般采用316L不锈钢，厚度最好不小于3．2mm，在正常情况下，阳极缓慢溶解，其寿命取决于通过电泳槽的生产率。

不锈钢阳极依靠钝化状态工作，但是不锈钢的活化溶解和钝化膜的形成受脉冲电流影响很大，实际生产中很难控制。阳极的概率寿命可达到若干年，为延长阳极的使用寿命，可选用氧化钌或钛基氧化物的电极。

试验表明：涂覆有氧化钉成分的阳极其寿命是不锈钢阳极的数倍，但初期投资也比不锈钢要多。由于氯含量对不锈钢阳极腐蚀非常明显，而氯含量多少对Ti基氧化物阳极毫无影响，因此也可选用钛基氧化物电极，Ti基氧化物阳极对电泳涂装现场的电流脉冲是完全允许的，是该阳极的工作电流范围。Ti基氧化物涂层阳极为尺寸稳定阳极，工作过程中只有少量活性涂层损失，Ti基体在生产中始终处于无损耗状态。阳极失活后，只需要重新涂活性层，Ti基体可以反复使用，可节省一定的资金。Ti基氧化物涂层阳极使用寿命长，用该阳极代替不锈钢阳极，可以避免阳极的频繁更换，有利于稳定正常生产，简化管理。

阳极面积：在阴极电泳涂装场合，阴极和阳极的面积之比为4：1，以汽车车身涂装线为例，阳极表面是指与通过工件相邻的被浸入阴极部分，阳极面积计算公式如下：

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