机箱框架表面油漆起泡的原因分析和解决措施

李恒 周明 纯于帅

摘要：加固机箱框架采用真空钎焊方式制作而成，被广泛应用于我国军用电子设备中。针对某型加固机箱框架在湿热试验后表面油漆出现起泡的现象，从框架机加工工艺、前处理、喷涂油漆和操作人员等方面进行了分析，绘制了油漆起泡的鱼刺因果图，列出了可能引起油漆起泡的原因，对各种原因进行了分析、验证，并提出了相应的解决措施，提高了产品质量。

关键词：机箱框架;油漆起泡;原因分析;解决措施

0 引言

我国军用电子设备的机箱通常使用加固机箱，机箱主要结构件为框架，框架多为真空钎焊而成，框架外表面进行喷漆处理。加固机箱不仅要求外形美观，还需要满足国家军用标准规定的三防（防湿热、防盐雾和防霉菌）要求，所以加固机箱生产完毕后需要进行湿热试验。

1 问题描述

我所生产的某型加固机箱在进行湿热试验后，框架表面油漆出现气泡现象，无法满足国家军用标准所规定的三防要求。返修过程需要将已装配完成的加固机箱全部拆散，除掉框架的全部油漆，重新进行喷涂。返修过程繁琐，返修周期长，返工后的机箱也无法完全保证在湿热试验过程中不起泡，不仅浪费大量人力、物力，而且产品合格率低，严重延误机箱的交付时间，影响我部乃至我所的声誉。

2 油漆起泡原因分析

为了查找油漆起泡的原因，我们对油漆起泡位置进行了检查。针对产品检查情况和生产过程，绘制了油漆起泡的鱼刺因果图，如图1所示。根据鱼刺因果图，对图1中各条末端原因进行逐条分析。

2.1    框架钎焊焊缝存在空气间隙

框架为真空钎焊而成，框架钎焊后各结构件间存在焊缝。受真空钎焊性能影响，焊料无法保证在结构件间完全铺展开来，这就造成框架焊缝可能存在空气间隙。框架二次加工时，油污、润滑剂会渗入空气间隙，后续清洗过程只能除去表面油污，空气间隙内的油污无法有效清除。在喷漆后的烘干过程中，油污就会从空气间隙中渗出，影响油漆附着力，导致框架表面油漆在试验过程中起泡。因此，这可能是油漆起泡的原因之一。

2.2    框架工艺螺钉堵焊处未焊实

框架进行真空钎焊时，需要通过工艺螺钉固定各结构件间的位置，钎焊后需要对工艺螺钉处进行堵焊，保证框架表面平整。堵焊时可能出现沉孔没有焊实的情况，使得工艺螺钉处存在空气间隙。其对框架表面油漆的影响与框架钎焊焊缝处存在空气间隙的影响相同。因此，这也可能是油漆起泡的原因之一。

2.3    框架表面导电氧化膜附着力差

根据图纸要求，为保证框架外表面油漆质量，提高框架内腔的导电性和防护性，框架在机加工完成后涂油漆前，需要先进行导电氧化处理。如果导电氧化膜与框架表面结合不牢，造成导电氧化膜脱落，将会影响附着在导电氧化膜上的油漆附着力，从而引起油漆起泡。但是，导电氧化膜属于化学转化膜，如果没有有效附着，表面镀层会发花，在框架导电氧化检验时不合格;即使在交检阶段没有发现此问题，后续进行油漆工序时也会出现。因此，排除框架表面导电氧化膜附着力差的原因。

2.4    油漆厚度不够

框架表面的油漆厚度会影响漆膜的三防性能，特别是耐湿热性能，理论上在一定范围内，油漆的厚度越厚，其三防性能越好。油漆起泡的框架按工艺要求进行了两道面漆的喷涂，框架表面油漆起泡可能与油漆厚度不够有关，这可能是油漆起泡的原因之一。

2.5    油漆三防性能差

不同品种的油漆，其三防性能也不同。一般情况下，丙烯酸类磁漆比氨基类磁漆性能要好，氟碳漆比丙烯酸类磁漆性能好。表面起泡的框架喷涂的是氟碳漆，且在我所其他产品上广泛使用，因此排除油漆品种三防性能差的原因。

2.6    操作人员未按工艺施工

油漆喷涂作业属于特殊工艺，我所有专门的工艺规范指导油漆作业，如操作人员操作不当或未按工艺规范的规定加工，都会在交验时被判不合格，不会流转到下一工序。所有操作人员都经过专业培训、持证上岗，单位的特殊工艺管理制度健全、检查到位，操作过程记录完善，不会存在操作人员未按工艺规范和工艺要求施工的现象。因此，排除操作人员未按工艺要求施工的原因。

3 成因验证

从上述分析得出，框架钎焊焊缝存在空气间隙、框架工艺螺钉堵焊处未焊实、油漆厚度不够可能是造成框架表面油漆起泡的原因。我们对这3条原因分别提出了解决措施，并分别进行了验证。

3.1    框架釬焊焊缝存在空气间隙

框架钎焊焊缝存在空气间隙造成油污无法有效除尽排出，因此考虑在框架油漆前增加烘烤工序，去除焊缝间隙内的油污。

重新生产数台框架，钎焊完成后进行无损检测，找出钎焊焊缝存在空气间隙的框架3台，在框架进行导电氧化后放入恒温箱中，于120 ℃下烘烤3 h，冷却后除去烘烤渗出的油污，然后喷涂油漆。完工后的框架进行湿热试验，框架有2台没有出现起泡现象，1台油漆起泡数量、面积明显减少。

试验证明，框架钎焊焊缝存在空气间隙是框架起泡的原因之一，框架油漆前进行烘烤处理可有效降低起泡概率。

3.2    框架工艺螺钉堵焊处未焊实

框架工艺螺钉堵焊处未焊实产生气泡的机理与框架钎焊焊缝存在空气间隙的机理一致，因此考虑完善框架工艺螺钉堵焊工艺，保证堵焊处焊实。

重新生产数台框架，加工完成后进行无损检测，找出工艺螺钉堵焊处未焊实的框架3台，对未焊实处进行补焊，保证焊实，然后进行导电氧化处理和喷涂油漆。完工后的框架进行湿热试验，框架没有出现起泡现象。

试验证明，框架工艺螺钉堵焊处未焊实是框架起泡的原因之一，采用一定工艺保证堵焊处焊实可避免出现油漆起泡，具体工艺保证措施另做研究。

3.3    油漆厚度不够

油漆厚度不够使得油漆防护性能不足，造成框架表面油漆起泡，因此考虑在框架喷涂油漆时，由2道面漆增加为3道面漆。

重新生产3台框架，将原工艺要求中的表面喷涂2道面漆增加为3道面漆，油漆黏度相应增加3 mPa·s（3 cPs），确保表面油漆厚度增加40 μm以上。完工后的框架进行湿热试验，框架表面油漆起泡数量、面积明显减少。

试验证明，油漆厚度是框架起泡的原因之一，增加油漆厚度可降低油漆起泡概率。

4 解决措施

根据上述油漆起泡成因分析，进行如下解决措施的验证：加工5台框架，保证工艺螺孔处堵焊焊实，框架导电氧化后放入恒温箱中，于120 ℃下烘烤3 h，冷却后除去烘烤渗出的油污，然后喷涂油漆，喷涂3道面漆。完工后对5台框架进行湿热试验，所有框架的表面油漆进行120 h的湿热试验。试验后未出现起泡问题，达到了产品规定的产品表面三防要求。

5 结语

本文通过对钎焊框架表面油漆在湿热试验后出现起泡现象的原因进行分析和试验验证，找到了油漆起泡的原因：框架钎焊焊缝存在空气间隙、框架工艺螺钉堵焊处未焊实、油漆厚度不够。通过工艺改进保证工艺螺钉堵焊处焊实、增加烘烤工序、将面漆增加到3道等措施，解决了机箱框架表面油漆起泡的问题，提高了产品质量，同时为同类产品的加工提供了参考。

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收稿日期：2020-06-18

作者简介：李恒（1993—），男，山东滨州人，助理工程师，从事电子设备结构工艺设计研究工作。