浅谈轿车喷涂.docx

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浅谈轿车喷涂

目录

浅谈轿车喷涂的工艺及过程………………………………………………………………….2

摘要…………………………………………………………………………………………….2

引言…………………………………………………………………………………………….3

1轿车涂装的概述……………………………………………………………………………..4

1．1轿车各种漆层概述………………………………………………………………4

1．2水性漆的发展概述……………………………………………………………………...4

1．3水性漆的优点……………………………………………………………………4

1．4水性漆的成膜过程……………………………………………………………...5

2轿车涂装施工工艺…………………………………………………………………7

2．1水性漆的存储和运输…………………………………………………………...7

2．2调漆间工艺参数控制…………………………………………………………...7

2．3水性色漆的施工特性…………………………………………………………...8

3轿车涂装所需设备要求…………………………………………………………………….10

4中涂和面漆施工过程…………………………………………………………........12

4．1施工概述………………………………………………………………………...12

4．2中涂施工…………………………………………………………………………………13

4．3面漆施工................................................................................................................14

5结论………………………………………………………………………………….15

6谢辞………………………………………………………………………………….16

参考文献……………………………………………………………………………….16

7英文资料——Autobodyfinishthepaintingtechnologyandconstructionprocesses………………………………………………………………………………………16

8中文翻译——汽车车身面漆的涂装工艺与施工流程……………………………………22

浅谈轿车喷涂的工艺及过程

摘要：

汽车的涂装是汽车生产的四大工艺之一，由于涂装是为了满足人们对于汽车外观的一个美观的要求，因此涂装的工艺是具有很高的要求的，涂装的过程也是复杂的，每一个步骤都是很关键的，本论文主要谈了汽车中涂和面漆的有关内容，这是因为面漆是汽车涂装的最后效果，它直接决定了涂装的生产价值，任何的瑕疵都不能被忽视，而中涂的整个过程也直接决定了面漆的效果，中涂的过程除了包括了喷中涂漆和烘干之外，中涂后的打磨也是很重要的，打磨的质量将会直接影响面漆的质量。

此外，为了符合现代社会的一个环保的要求，我们使用的漆的趋势是水性漆，水性漆对人体的伤害将会大大的降低，并且还能提高喷漆质量，这都使水性漆成为技术发展的必然趋势。

关键词：

涂装、水性漆、中涂、面漆、后处理

Abstract:

Motorvehicleproductionisthepaintingofoneofthefour,becausepaintingistosatisfythepeople'scarfortheappearanceofahandsomerequest,thecoatingprocessisahighdemand,thecoatingprocessisalsocomplex,Everystepisverycritical,themainthesisofthecarandfinishintheTu,thisisbecausetheautomobilepaintfinishthefinalresults,itdecidedtodirecttheproductionvalueofthepainting,noTheflawscannotbeignored,andTuinthewholeprocesshasadirectbearingontheeffectivenessofthefinish,Tuintheprocess,includingtheadditionofspraypaintanddrying,Tuinthegrindingisalsoveryimportant,polishedThequalitywilldirectlyaffectthequalityoffinish.Inaddition,inordertocomplywithmodernsociety,anenvironmentalrequirements,weusethewater-basedpaintisthetrendofpaint,water-basedpaintonthebody'sinjurywillbegreatlyreduced,andalsoimprovethequalityofacrylicpaint,whicharewater-basedpainttobecomeatechnologydevelopmentAninevitabletrend.

Keywords:

Painting,water-basedpaint,inTu,Topcoat,post-treatment

引言

随着轿车基地的建成，轿车的生产也已完全步入正轨，由于我是在涂装车间上班，所以可以浅谈一下轿车的喷涂的工艺和喷涂的过程。

轿车的涂装是我们给顾客的第一感觉，这直接影响到顾客给轿车做的第一评价，也会影响到顾客的决定。

我在这里说的喷涂是指轿车的中涂和轿车的面漆，面漆决定了轿车涂装的最后结果，而中涂以及中涂后打磨也决定了轿车面漆的质量的好坏。

轿车现在所采用的漆均是水性漆，水性漆的毒性小，采用水性漆应该可以说是喷漆作业所发展的一个趋势。

另外，喷涂的过程可以说是一个自动化的过程。

但是，不可否认的是，轿车的喷涂还存在一定的缺陷，总是有一些避免不了的质量问题的产生，这不仅仅是车间资源的浪费，也是人力的浪费，无形中增加了我们的生产成本。

所以，从理论上讲，更深层次的理解轿车的喷涂的工艺和过程，就会更便于我们控制轿车的喷涂质量，这样的话，我们也就能通过从根本上知道喷涂的工艺加深我们对喷涂的理解，或多或少的可以间接影响到生产成本。

另一方面，从现实的意义上来讲，当我们更加了解了轿车喷涂的工艺和喷涂过程，随之也能更好的完成我们自己岗位的工作，从而也提高了本人自身的专业知识水平。

这些不管从哪方面来说都是有利无弊的。

  目前，轿车的中涂和面漆工作虽然可以说是已经成熟，但是针对一些问题，本课题的研究是有实际意义的。

通过本课题的研究，一是旨在更全面的了解轿车的喷涂的工艺及过程，二是实现理论和实践两方面的意义。

1轿车涂装的概述

随着社会经济的发展和现代社会对环保的日益重视，现有轿车涂装发展趋势是水性漆。

1．1轿车各种漆层概述：

在涂装工艺体系中，电泳漆的主要作用是防腐蚀，色漆的主要作用是满足用户对不同颜色的需求，清漆的主要作用是耐候、耐紫外线以及提高光亮度，上述三个涂层是必不可少的。

其中,中涂是一个非常重要的涂层,它不仅要有防石击性能,对电泳表面有良好的填充作用,同时还要有一定的耐候性和紫外线隔绝性能来保护电泳漆.

1．2水性漆的发展概述：

水性漆的使用源于20世纪70年代环保法规对有机污染物排放的限制，在美国西部的部分汽车生产厂开始使用水性油漆。

80年代，德国开始关注水性漆，并于1986年开始使用水性漆。

90年代，美国的汽车生产厂商开始对现有溶剂型油漆生产厂进行水性漆转换。

在欧洲和美国，新建的汽车厂都已开始使用水性漆。

水性漆之所以倍受青睐是由于水性漆具有相对于溶剂性油漆较多的优势。

1．3水性漆的优点：

相对于溶剂型油漆水性漆在技术上具有如下优点：

1.3.1环保及安全

众所周知，溶剂型油漆主要以芳香族化合物组成的溶剂作为载体（溶剂含量可达60%以上），溶剂属于易挥发、易燃、易爆物，对环境会造成污染，长期吸入有害人体健康。

水溶性油漆，顾名思义以纯水为载体，而水无污染、无毒害。

除此之外，用于油漆管道的清洗以及颜色更换清洗所使用的溶剂也将更换为水溶性的清洗溶剂。

总而言之，水溶性油漆既环保安全，又可最大限度地减少对人体健康的损害。

1.3.2外观及质量

水溶性油漆相对溶剂型油漆而言，对后道罩光清漆的相容性更好，有利于生产工艺的控制和产品的选择；同时，由于水性漆具有更好的金属颗粒的排列性，对目前使用越来越广泛的金属漆具有更好的视觉效果。

1.3.3油漆材料技术发展趋势

当前，全球范围色漆的发展都基于水性漆技术，材料供应商的主要技术开发能力已不再用于溶剂型色漆材料。

这意味着，如果在国内使用溶剂型油漆将导致无法实现与国际同步，而是要花费很大的精力进行水溶性到溶剂型油漆材料的转化和认证。

在全球范围内，水性漆技术越来越广泛的被汽车厂商采用，已成为技术发展的必然趋势。

研究轿车喷涂的水性漆工艺首先了解其成膜过程.

1．4水性漆的成膜过程

水性漆在成膜过程中，随着水的挥发经历了聚合物粒子的浓缩、聚集迭合、挤压变形、再借助于成膜助剂融合成膜的过程（图1）。

可见成膜过程中阶段多，并且是非分子级的。

任何阶段都有呵能产生不完全性，特别是最后阶段，乳液粒子借助于成膜助剂形成均匀的连续相是水性漆最终性能的根本保证。

而溶剂型涂料成膜时随着有机溶剂的挥发，聚合物始终以分子状态浓缩聚结，成膜阶段单一，这种分子级的聚结过程使得成膜时产生局部不均匀的可能性大为减少。

2轿车涂装施工工艺

轿车涂装施工是个系统工作,现从以下几个方面进行介绍:

2．1水性漆的存储和运输

　　水性漆对存储和搬运方面有一些特殊的要求。

因为水的本性致使水性漆对温度非常敏感，如果水性漆存储在0℃以下的环境内，油漆的可溶解性就会发生变化，因而导致油漆中的一些重要成分发生沉淀。

在这种情况下，水性漆会变得不均匀并可能会析出晶粒。

即使对这样的水性漆再加热，也无法使其回复到均匀的状态，油漆的特性将会被彻底破坏。

另一方面，由于油漆内含有水，水会对传统存储油漆的容器进行腐蚀，同时油漆本身容易受三价铁离子的影响而改变其流变性能。

这就要求所有存储水性油漆的容器必须由不锈钢或者塑料制成。

温度为5-30℃时，水性漆在运输过程中需要根据环境温度进行加热或冷却，进行运输的车辆必须能进行控温，其存储区域和调漆间都必须具有温控功能。

通常来说，水性漆可以稳定地存放3个月，超过这一时间则需要对油漆进行重新评估，否则无法保证喷涂质量。

具体的保存时间可能因不同的油漆供应商而略有不同。

对调漆间来说，环境温度应该控制在20~28℃，必要时可以使用热交换器来保持油漆温度。

所以，最佳的存储和运输方式就是让水性漆始终处于相对恒定的温度下，这样在添加新油漆时就不需要进行温度调整。

2．2调漆间工艺参数控制

粘度对传统的油漆来说是一项非常重要的工艺参数，对于水性色漆来说，粘度这一概念与传统的溶剂型色漆有着较大的差别。

水性色漆的流变特性见图2。

图2水性色漆流变特性

由图2可知，水性色漆的粘度受剪切力的影响变化很大，在低剪切力的环境下如静止放置于容器内可以达到很高的粘度，而在管路内循环或者经过自动喷涂机的换色阀进行喷涂的瞬间，由于高剪切力的作用，水性色漆的粘度可以下降很多。

传统的溶剂型色漆粘度随剪切力变化很小。

通常，我们使用Fisher或者Ford杯来进行溶剂型色漆粘度的测试，对水性色漆而言也可以采用类似的方法进行测试，区别在于使用孔径较大的Din杯，而且测出的时间并不代表该水性色漆的粘度，只是它的流动时间。

要得到真正意义上的水性色漆的粘度，需要使用专门的设备，例如旋转式粘度测试仪，分别测定水性色漆在不同剪切力条件下的粘度。

油漆供应商初期都会在试验室做出自己所有油漆的粘度曲线，调漆间内所需要做的就是测定流动时间，以判断在相同的循环系统内的油漆是否稳定或不同批次的油漆之间是否有大的差异。

水性色漆粘度对温度的敏感性相对溶剂型色漆来说要弱一些。

相对溶剂型色漆来说，水性色漆技术更需要注意的是低剪切应力控制、稳定的流量以及避免高压系统。

高剪切率、高流量以及高压都会令水性色漆加速老化，直接影响喷涂质量。

为避免出现这一状况，需要注意以下几点。

A.供漆压力、背压、流速的合理设定。

B.周末或节、假日期间在结束生产以后关闭循环系统，储漆缸内的油漆每日搅拌1-2h，在开始生产前2-3h打开循环。

C.长时间停止生产，尽可能使系统内在生产结束前保留较低的液位；停产期间处理方法同上；在恢复生产前加入新的油漆进行循环混合。

水性色漆使用的清洗溶剂与溶剂型色漆完全不同，其主要成分是DI水（80%-90%），其余为溶剂AMIN。

需要注意的是清洗溶剂的温度对清洗效果有较大影响，所以水性色漆的清洗溶剂温度也是一项需要关注的工艺参数，通常保持在40~50℃的范围内。

2．3水性色漆的施工特性

鉴于水性色漆含水量高的特性，喷房内所有的用具均必须是不锈钢或塑料，并且不能与其他溶剂型漆系统的用具混用。

温度和湿度是喷房内所需要控制的最重要的工艺参数，建议的温度是25±2℃、湿度是65±15%。

、

水性色漆中最重要的添加剂是流变控制剂（RCA），它通过与分散的聚合物颗粒交互作用，从而对流变性能产生重要影响，这使得低固体分的金属漆可以获得非常高的反射（Flop）效果，另外RCA可以令单色漆获得更高的膜厚而不会发生流挂或者色差。

鉴于这点，水性色漆在实际的喷涂过程中，较溶剂型色漆而言，不容易出现流挂现象。

水性色漆与溶剂型色漆成分对比见图3。

在水性色漆中，水的含量超过了60%，由于水的挥发热比溶剂要高得多，所以在施工过程中溶剂型色漆可以有50%左右的溶剂挥发，而水性色漆仅仅只有25%左右。

这就是我们在色漆施工完毕以后需要加热闪干的原因。

图3水性色漆与传统溶剂型色漆对比

水性色漆闪干区温度曲线见图4，整个闪干区可以分为3个部分：

首先是一段1-1.5min的辐射或对流加热区，接着是2.5min左右的保温区，最后是1.5min左右的冷却区。

评价一个水性色漆加热闪干烘房是否达到要求的一个重要指标是经过此闪干区后水性色漆的含水量，通常要求控制在10%左右，含过多的水容易引起针孔，含水太少又会影响清漆的施工。

最终含水量的多少可以通过含水量试验来进行测定，具体方法如下:

A.准备20cmx20cm的铝箔，称出其质量。

B.将铝箔固定于车身的不同部位，通过自动喷涂机喷涂后进入加热闪干烘房。

C.待车身出闪干烘房后取下铝箔再次称出其质量。

D.最后计算出车身上不同区域的失水率（要求在90%左右）

图4水性色漆闪干区温度曲线

鉴于上述水性漆的特性,需要相应的设备进行操作使用施工。

3轿车涂装所需设备要求

溶剂型油漆自动喷涂机采用内部加电方式，而水溶性油漆在使用的初期全部为外部加电方式。

外部加电方式具有技术成熟、溶剂型油漆向水性油漆转化其设备改造简单、速度快和成本低的优势。

但由于外置的加电手指的原因，也造成了一些不足：

手指容易积油漆，清洁频次增加；手指对机器悬杯移动速度和环境湿度比较敏感，会造成油漆施工传输效率下降，影响漆膜外观质量。

随着技术的发展，现在水溶性油漆内部加电方式已经在汽车涂装生产线上开始应用。

内部加电主要有2种方式：

一种是每次喷涂前将水溶性油漆注人集成在机器人手臂上的漆罐里，完成加电后进行喷涂，每次完成喷涂后再返回原位进行加漆，适用于低链速或步进式的生产方式；另一种方式是使用2套漆罐，可放置在喷房外面，其中一套在进行喷涂时，另外一套进行清洗，可实现连续式生产。

色漆和清漆的“湿碰湿”工艺要求在进行清漆施工之前，色漆表面的溶剂或水含量必须挥发到一定程度以确保质量和外观。

通常情况下测得色漆和清漆之间的闪干时间在1-5min之间。

溶剂型油漆依靠自身闪干可以达到这个要求。

水性漆则需要借助加热烘烤来达到脱水率的要求。

而在色漆喷涂之后进人加热闪干之前的室温闪干大约在1-5min。

图5对闪干区的条件

溶剂型系统管路材料比较随意，不锈钢和碳钢系统均可，而水性漆管路则必须选用不锈钢加钝化处理的设计。

回压设计上必须使用低剪切力的回压阀。

水性漆对油漆的液位控制系统也有较高的要求，因为水溶性的液体在容器内液位下降后，附着在容器壁上的油漆，由于水的挥发容易产生粉末剥落，且无法因为新油漆的加入而得到消除，因此影响喷涂质量。

而溶剂型油漆因为加新漆时溶剂自身可冲洗容器内壁，则没有这种情况发生。

在国外的许多调漆间设计中，油漆在供应商工厂已经全部调整完毕，所以使用一个储漆缸来存放油漆，而来料包装则直接放在高处的架子上靠重力保持储漆缸的液位，见图6。

而在国内，基本上还是使用桶包装，所以需要在来料桶、油漆储存缸和输漆缸间保持缸内液位的稳定，见图7。

图6国外水性漆输调漆系统

图7国内水性漆输调漆系统

4中涂和面漆施工过程

4．1施工概述

空气喷涂工艺设备包括喷枪和相应的涂料供给、压缩空气供给、被涂物输送、涂装作业环境条件控制与净化等等工艺设备。

喷枪是最主要的工艺设备，其技术性能对涂装质量的影响最大，其它工艺设备都是为确保必要的工艺参数与漆膜质量，提供必要的技术条件（见图8）。

空气喷涂的原理是用压缩空气从空气帽的中心孔喷出，在涂料喷嘴前端形成负压区，使涂料容器中的涂料从喷嘴喷出，并迅速进入高速压缩空气流，使液—气相急骤扩散，涂料被微粒化，涂料呈漆雾状飞向并附着在被涂物表面，涂料雾粒迅速聚成连续的漆膜。

静电喷涂具有喷涂效率高、涂层均匀、污染少等特点，并适应大规模自动涂装生产线，逐渐成为在生产中应用最为普遍的涂装工艺之一。

静电喷涂原理是喷枪与被涂物之间形成一高压静电场，一般工件接地为阳极，喷枪口为阴极负高压，当电场强度E0足够高时，枪口附近的空气即产生电晕放电，使空气发生电离，当涂料粒子通过枪口时带上电荷，成为带电粒子，在通过电晕放电时，与离子化的空气结合而再次带电，并在高压静电场的作用下，向极性相反的被涂工件运动，沉积于工件表面，形成均匀的涂层。

（见图9）

图8空气喷涂

图9静电喷涂

4．2中涂施工

中涂的作用和其在车身使用过程中的作用，决定了中涂施工的方式。

4.2.1中涂作用

中涂是作为介于底漆层与面漆层之间的涂层所用的涂料。

　中涂的主要功用是提高被涂物表面的平整和光滑度，封闭底涂层的缺陷，以提高面漆涂层的鲜艳性和丰满度，提高装饰性，增加涂层厚度，提高耐水性。

对于表面平整度好、装饰性要求又不太高的载重汽车和轻型车几乎不喷中涂，以降低涂装成本；对于装饰性要求高的中、高级轿车需采用中涂。

4.2.2中涂应具有以下特性

A.与底、面漆层配套性良好，涂层间的结合力强，硬　度配套适中，不被面漆的溶剂所咬起；

B.能封闭底漆层上的小缺陷，提高面漆层的丰满度；

C.打磨性能良好，在湿打磨后能得到平整、光滑的表面，能高温烘干且干性好，打磨是不粘砂纸；

D.耐潮湿性好，不应引起涂层起泡；

E.颜料含量比面漆稍高，颜色一般与面漆相配套。

4.2.3中涂的施工方法

4.2.3.1手工喷涂（manualspraying）

分为手工空气喷枪喷涂和手工静电喷枪喷涂。

4.2.3.2自动喷涂机喷涂（automaticspraying）

高转速旋杯式静电喷涂机的雾化效果好、荷电率高、喷涂面积大、油漆材料的利用率高，可节省劳动力并改善喷涂工人的工作环境，能获得可靠的涂装质量。

4.2.4中涂的烘干

4.2.4.1烘干的工艺条件

中涂的烘干工艺条件一般为130~150℃@30分钟，交链率≥85%。

4.2.4.2涂装二厂的烘干系统简介

涂装二车间中涂烘干采用∏型烘干炉，全封闭式结构，进出口设有热空气气密，车身在烘干炉出入口由垂直升降机自动输送，直上直下，节省空间，充分利用热能；天然气加热，清洁、环保，安全、节约能源。

温度自动和手动控制，自动数字显示，自动记录，温度曲线及参数自动打印，自动和手动调节，确保工件升温、保温时间和工艺温度曲线符合工艺要求。

烘干炉废气采用直燃法处理。

4.2.5中涂的后处理

4.2.5.1打磨

　　烘干后的漆膜通常需要进行打磨处理，打磨工序主要是消除涂层表面的缺陷（颗粒、缩孔等）和提高平整度，同时也为了提高涂层间的结合力。

打磨方法为湿打磨（手磨或机磨）。

打磨时用水充分润湿被打磨的表面，打磨材料使用耐水砂纸，耐水砂纸号码代表所用磨料的粒度，号码越大，粒度越细，中涂的打磨采用800～1000#左右的细砂纸。

4.2.5.2钣金

　外表面有金属损伤（鼓包、壁镗等）的车身，需要进行钣金修复，要求车身外表面无坑、包、波浪变形等。

工装器具包括钣金木棰，车身锉刀和撬类工具等。

4.2.6中涂的发展趋势

A.提高中间涂层的外观装饰性（平滑性）有厚膜化的倾向。

B.提高厚膜涂装的作业性（抗气泡性，流挂性），在高装饰性的四涂层汽车涂装工艺中有喷两次中涂的趋向。

C.提高中间涂层的耐崩裂性，要求中涂与电泳底漆、面漆的层间结合力优良，在受冲击时能吸收冲击能量。

D.中涂的颜色与面漆颜色配套，有同色化倾向。

E适应环保要求，采用高固体中涂和水性漆。

4．3面漆施工

4.3.1面漆的作用和性能

　　面漆是汽车多层涂层中最后涂层用的涂料。

它直接影响汽车的装饰性、耐侯性。

　　按组分可分为单组分的本色漆、双组分（底色漆+清漆）的金属闪光漆及珠光漆等。

按成膜物质可分为：

丙烯酸面漆、聚酯面漆、聚氨酯面漆等。

4.3.2面漆的施工方法：

4.3.2.1手工喷涂（manualspraying）

分为手工空气喷枪喷涂和手工静电喷枪喷涂

4.3.2.1自动喷涂（automaticspraying）

常用的自动喷涂设备有自动空气喷枪、旋杯式静电喷涂机、自动喷涂机器人等。

4.3.3面漆的烘干

A.面漆的烘干工艺条件一般为130~150℃@30分钟，交链率≥85%。

B.涂装二车间中涂烘干采用∏型烘干炉，全封闭式结构，进出口设有热空气气密，车身在烘干炉出入口由垂直升降机自动输送，天然气加热，温度自动和手动控制，自动数字显示，自动记录，温度曲线及参数自动打印。

烘干炉废气采用直燃法处理。

4.3.4面漆的后处理

4.3.4.1抛光修饰

为了消除烘干后的面漆漆膜缺陷（颗粒、缩孔、流挂等），需要进行局部抛光修饰。

常用的工装和材料为砂纸，纱布，打磨块，抛光机，羊毛球和抛光膏等。

4.3.4.2点修补

如果漆膜缺陷较严重需到面漆点修补室处理，对缺陷部位进行打磨、吹净、遮蔽、喷漆、烘烤等一系列处理。

4.3.4.3防锈蜡

为了提高整车的防锈性能，在喷蜡线对车身的焊缝及内腔等部位喷防锈蜡处理。

5结论

通过以上的叙述，我们可以了解到汽车喷涂的工艺和大致过程，还了解了水性漆的有关知识，可以概括为以下几点：

A.水性漆已经成为汽车喷漆技术发展的必然趋势

B.汽车的喷漆工艺要求严格

C.喷漆所需设备的要求也很严格

D.中涂和面漆的施工过程