图1  底板孔、后备箱工艺沥液孔

工艺孔与凸台结构，在工艺实现上各有优劣而又互为补充，在前处理电泳的工艺实现和质量提升方面二者缺一不可。本文从前处理电泳工艺实现的角度入手，对工艺孔的应用进行剖析，并对其应用现状及其应用的现实基础加以概括总结。

工艺孔和凸台结构，是同步工程（SE）实际应用过程中很重要的两个概念。前处理电泳的工艺实现本身就应用有沥液孔，但是在同步工程应用之前并未得到系统、充分的利用。同步工程强化了应用并扩大了工艺沥液孔的概念，引入了凸台结构的概念并由此形成了一套完整的SE分析理论体系。

背景介绍

整车涂装工艺，由于前处理电泳涉及到大量的槽体和槽液，生产节拍又由产能所决定，节拍一旦确定下来，工艺时间随之就得以确定。而待处理工件本身的结构形式并不确定，工艺沥液就成了此处工艺亟待解决的问题。如何在受限的时间之内及时完成工艺内容以及大部分残液的工艺沥液，如何防止因车身沥液不充分而导致的槽液之间串液，这些一直都是涂装工艺十分重视的工作。

SE分析理论应用之前，除了开沥液孔之外，工艺并没有更好的手段来保证在有限的时间之内充分彻底地完成沥液。而沥液孔的增开一般都是在产品实际生产之后才根据需要进行的，这就导致了工艺反馈的严重滞后性以及因此可能带来的巨大的附加成本，这也是为什么许多非常好的工艺更改反馈在并不是对产品有决定性影响的前提下得不到及时应用的真正原因。在产品已经定型、供应商已经确定和模具已开等情况下，不少产品带着缺憾前行实属无奈选择。

SE分析理论不但强化了工艺沥液孔的应用概念，而且引入了凸台的结构概念，二者互为补充，在前处理电泳的工艺实现和整车质量提升方面共同起着不可替代的作用。

图2  加强电泳效果的防电磁屏蔽对穿孔以及相应的质量效果

工艺孔理论

1.工艺孔的现实需要

在整车前处理电泳工艺中白车身一般要经过约15道在槽液中完成的工序，上道工序必须在规定的节拍内完成工艺内容和残液沥干，并要尽量减轻各槽液之间因串液而引起的相互污染，否则会产生以下问题：

（1）槽液受到污染后，槽液的工艺参数变得极不稳定，从而很难保证工艺质量，会大大降低车身的防腐能力；

（2）不能及时排出车身内腔的空气，从而无法保证内腔的防腐性能；

（3）会产生兜槽液现像，使得单车制造成本大大提高；

（4）电泳过程中不能形成有效的电场效应，从而使得内腔的泳透力急剧下降；

（5）封闭空腔内会因为电磁屏蔽而导致电泳漆泳涂不上，留下电泳真空地带或者致使电泳漆膜厚度达不到技术要求的规定。

为了解决以上种种问题，需要在车身合适的位置设计并应用涂装前处理和电泳的工艺沥液孔、排气孔和防电磁屏蔽孔等。

图3  门槛区域防止气泡孔及防电磁屏蔽孔

2.工艺孔的应用理论

工艺孔不得不开，但是在车身尤其是会影响到整车密封性的地方，开孔的同时要考虑选择或者设计堵件、堵孔。为了使所开的孔统一一致，并降低堵件的采购压力和一线生产使用的操作难度，开孔以及堵件一般都要求标准化。设计的通行准则是尽量采用已有的堵件（铁堵和胶堵等），减少新开发尺寸的堵件。

涂装工艺孔设计的基本原则：

（1）底板总成应在前、中及后底板上各设直径约30mm的沥液孔2～4个（要求后续工艺应用堵孔工艺操作）；

（2）门槛梁以及车架纵梁A、B和C立柱和各封闭梁等应设计15～25mm沥液孔（涉及到整车密封的地方要求应用堵件、堵孔）；

（3）车门与盖的内板靠下部低端应设计6mm泄液孔2个（尽量通过应用PVC工艺、门饰条来消化堵孔）；

（4）后备箱备胎处要设计应用直径30mm左右的沥液孔2～4个（要求后续工艺应用堵孔工艺操作）；

（5）在涉及到容易产生气穴的封闭和近似封闭空腔处要在顶部设计应用排气孔（底部一般要用到凸台结构），大小及位置要视具体情况具体分析，涉及到整车密封的要求时，尽量将尺寸设计为6mm，不涉及到整车密封时的开孔大小和位置比较灵活；

（6）很难保证电泳漆膜厚度和电泳泳涂质量而又难以开孔的空腔如底板纵梁，涂装工艺除了应用凸台之外，主要是靠开空腔防锈蜡浇注孔注蜡来保证空腔的防锈效果；

（7）所有孔的大小和位置都要做强度分析，以免影响整车的结构强度，必要时要求更改位置或者通过应用铁堵来保证车身强度。

图4  车身减重用工艺孔

沥液孔应用实例

一般来说，工艺孔按照使用目的可分为以下几种：前处理电泳的工艺沥液孔、加强电泳效果的防电磁屏蔽孔、防止气穴的排气孔、浇注防锈蜡的注蜡孔以及整车减重用的减重孔等。当然，按其最终的目的都是为了通过增强电泳效果，提高电泳漆膜的完整性和电泳漆膜质量以及注蜡来保证整车的防锈效果。

所应用的各类工艺孔并不是相互独立而毫无关联的，比如所有的孔都可以减重、注蜡孔亦可以提高内腔的电泳质量等，下文各举典型应用进行说明。

1.前处理电泳的工艺沥液孔应用实例

整车的前、中、后底板以及后备箱等处，是工艺沥液孔应用最为普遍和常见的位置（见图1）。其应用技术和开孔、堵孔设计均比较成熟。

2.加强电泳效果的防电磁屏蔽孔应用实例

在整车结构中，容易产生电磁屏蔽的封闭腔体非常多：底板纵梁、座椅横梁、中通道、A柱、B柱、C柱以及侧围门槛区域等钣金结构有两层以及以上钢板重迭的地方，为了加强电泳效果，常常应用防电磁屏蔽孔。这一类地方由于电磁屏蔽，常常会导致内部钢板电泳漆膜覆盖不良、漆膜厚度达不到工艺技术要求，甚至没有电泳漆膜等电泳质量问题，电泳质量问题会进一步导致结构内腔锈蚀而危害整车的防锈性能，降低整车车身强度。

工艺应用上，对容易产生内部封闭空腔的地方，除了采用防电磁屏蔽孔之外，还应通过应用排气孔、工艺注蜡孔和凸台结构等手段来提高内腔的防腐性，保证整车的防锈质量。为了使内部结构有更好的电流效率和电流流通性，这一部分结构处所应用的防电磁屏蔽孔多为对穿孔。工艺分析和评价的内容则为空腔结构中孔的大小、数量以及位置等是否正确有效，是否能切实提高内腔表面电泳漆膜的质量。此处的开孔理论标准以经验标准为准，以实际电泳拆车效果为最终判断依据，开孔基准见表。

由图2可以看出对防电磁屏蔽工艺孔的应用效果，开孔位置的电泳漆膜覆盖效果明显好于附近其他位置处的漆膜。由于开孔大小可能会受到制约，工艺实现上亦应用有诸如凸台、排气孔等其他结构形式。

3.防止气穴的排气孔应用实例

在相互间间距比较近的钣金板之间，由于液体自身的表面张力容易造成气体无法有效排出而导致气穴现象产生。气穴是指在两板间较近的间隙处，钣金板不能得到充分浸润而致使液体不能附着在钣金板上，造成前处理电泳工艺过程中产生无附着（露底）或者附着不良等工艺问题。此问题在后续工艺PT-ED烘干时于高温、高湿环境中进一步扩大而产生工艺锈蚀。

理论上，气穴现象容易产生在任何两层及以上钣金板相互搭接的位置。实际应用是这一理论的充分展开，整车经常考虑的部位也比较集中，在诸如四门边角处和A、B以及C柱的最高、最低点和前后盖的边角处等。工艺实现是通过在相应的位置应用排气孔以及凸台结构，排气孔常见于待处理部分的相对高点（空气容易产生聚集的地方），必要时可开多个小孔以保证充分有效的排气，开孔的同时要考虑前、后盖在PT-ED工艺过程中的状态；而凸台结构常应用于待处理部位的相对低点，以保证PT-ED沥液效果，防止过程中电泳漆膜的再溶解。

产品设计时，亦可以通过在这些部位有意预留钣金搭接缺口来实现排气以及沥液效果，这样可以同时降低后期冲压等工艺的工作量和工艺实现的难度。产品设计需以不牺牲整车密封性以及整车结构强度为前提。

防气穴排气孔多应用于B柱上端、前后盖和四门的下端门角处等位置（见图3）。而相应的A柱上端、B柱下端和C柱上端等位置由于开孔大小受限且难以实现，工艺上更多应用的是凸台结构来保证这些部位的电泳质量。而底板纵梁、座椅横梁和中通道本体等由于受限于自身强度以及冲压工艺实现，也常常应用凸台而不是开孔。

4.整车减重用的减重工艺孔

很难说车身减重用的工艺孔（见图4）是工艺应用所必须的，因为相对于冲压开模所需的费用来说，减重工艺孔花费过高而且就其减重来说效果并不是特别好。

由图4可以看出类似工艺的减重效果并不能给人以耳目一新的感觉，这类孔对工艺沥液作用不大，相比较之下其对提高此处车身件的电泳质量来说效果更佳。目前只有部分进口车应用了此工艺，非欧系车应用并不常见，此处只做概念引进介绍而不做应用分析。

5.浇注防锈蜡的注蜡孔

空腔注蜡，简言之就是在车身底部及其他钢板夹层及空腔中打入一定量的液态蜡，经过特定工艺流程使留在车身空腔内部的蜡形成均匀的保护蜡膜，令水滴无隙可入，辅助性地保证整车良好的防腐性能。孔的大小、尺寸要考虑到防锈蜡喷枪枪嘴的大小，一般在φ10mm以上。在影响整车密封的位置（如车底纵梁和侧围下裙等位置），注蜡孔是需要工艺进行堵孔的。注蜡的部位集中在底板纵梁、发仓纵梁、前后盖、侧围下裙和四门下角等等部位。注蜡孔及注蜡工艺是涂装工艺应用极为成熟的工艺。

结语

由于工艺孔在前处理电泳工艺实现中对提高工艺质量具有无可替代的优势，因此其在SE分析中得到了极致的应用。当然，它也不负众望，同凸台结构优势互补，共同为PT-ED的工艺实现和质量提升起着重要作用。