汽车水性色漆漆渣缺陷研究

data-full-width-responsive="true"> 汽车水性色漆漆渣缺陷研究潘成成，张健，张董永，陆天安（上汽大通汽车有限公司无锡分公司，江苏无锡214107）0 引言汽车产业上下游产业链长，产值高，带动就业能力强，对于国家经济建设有举足轻重的作用，中国汽车业经过最近十几年的高速发展，有了长足进步，成为一个汽车大国。2016 年，汽车产销分别为2 81188 万辆和2 80282 万辆，同比增长1446% 和1365%。汽车行业的飞速发展也带动了涂料行业的发展，但目前仍有大量的主机厂使用溶剂型涂料，这些涂料中含有大量的挥发性有机化合物（V O C），对人体健康、环境保护都是一种严重的危害。近年来，水性漆在工业中的应用越来越广泛,特别是在汽车工业中已经广泛应用[3]，我厂建厂开始使用水性涂料，大大减少了V O C 的排放，降低了涂料对环境的污染。水性涂料的表面张力大，颜料的分散性差、流平性能差，难以获得高装饰性、耐候性好的涂膜，在实际涂装过程中，水性涂料易产生漆渣、针孔、流挂等缺陷，影响汽车的质量及生产节拍，造成较高的返修率。色漆渣是涂装工艺中表面颗粒缺陷的主要类型，其大小、形状各异，严重影响汽车漆膜的外观质量，破坏漆膜的完整性。本文根据生产经验及实际操作，对水性色漆漆渣进行探索，分析水性漆渣形成的原因，提出一些改进措施。1 色漆漆渣形成及原因1 1 背景介绍1）2016 年7 月上汽大通新车间切换启用水性漆后，外表面机器喷涂区域从原先的50% 提升至100% ，新涂装车间量产后DO K （车辆报交的一次合格率）大幅下降，如图1 所示，DO K 越低，内部质量成本浪费越严重。2）切换后的新车间喷涂工艺较老车间变化较大，机器人由往复机静电+ R obot 空气工艺转变为2 道8台R obot 静电喷涂的工艺组合。3）为减少内部质量成本，提升DO K ，分析了造成返修各缺陷种类的占比，其中水性漆漆渣为TO P 1 项，占比为604% 。1 2 原因分析由于新车间的生产工艺较为复杂，任何微小的变化均可能产生漆渣，笔者从人、机、料、环、法等方面分析产生缺陷的风险点。1）人：人员保洁状态、底材打磨工艺执行情况；2）机：雾化器及高压手指聚漆、手工枪保洁、旋杯背部凹槽及空气环聚漆；3）料：油漆铝粉含量差异；4）法：仿形参数设置、设备保洁频次；5）环：机器人衣服、喷房风平衡变化。1 3 排查验证针对可能产生漆渣的影响因素，进行排查分析, 具体验证方法及验证时间节点见表1 所列。1）底材打磨工艺执行情况。抽查中涂打磨班组工艺纪律执行情况，无违纪操作，漏打频次＜ 2 % ；面漆擦净无漏擦情况，排除该因素。2）人员保洁状态。记录保洁后首台车漆膜对应缺陷，首车状态完好，排除该因素。3）手工枪保洁。检查洗枪操作后，手工枪修补漆膜，对应修补区域漆渣问题比例 1 % ，排除该因素。4）雾化器聚漆。在相同车型情况下，2 种色漆在喷涂时影响雾化器聚漆，产生漆渣频次如图2 所示，确认该因素。5）旋杯背部及空气环聚漆。夜班保洁增加溶剂罐枪，冲洗旋杯背部，进行效果对比，如图3 所示，确认该因素。6）油漆铝粉含量差异。银色漆铝粉占比9 0 % ，浅金、深金漆铝粉占比3 0 % 。连续过2 0 台同色车，观察不同颜色车的缺陷率，其中缺陷率银车占比最高，占比6 3 % ，浅金和棕色车分别占比3 2 % 、3 6 % 。4 周缺陷返修率与银车占比（色漆过车数量为基数）趋势相同，确认缺陷率与银车过车数有关，如表2所列，确认该因素。7）仿型参数设置。设置扇面不同，雾化器聚漆程度不同，扇面越大，聚漆越严重，如4 图所示，确认该因素。8）保洁频次。清洗机的投入使用，是为了替代人工，减少人工及停线及其他不可控因素，排除该因素。9）风平衡变化。对色漆喷房进出口垂直风速进行测量，均值0 3 m / s ，达标，横向贴带未见异常飘动，排除该因素。1 0）机器人衣服更换。以1 天、2 天、3 天1 次的频次，更换机器人衣服，对应缺陷率无明显波动，排除该因素。2 主因确认主要原因为：1）雾化器聚漆（① 雾化器吸附，② 扇幅过大）；2）旋杯背部及空气环聚漆（① 清洗机清洗效果不佳，② 内部机构，③ 清洗溶剂，④ 清洗程序，⑤ 清洗机喷嘴）；3）银车铝粉含量高。3 制定对策3 1 扇幅过大问题设定杯速5 5 k r /m i n、内成型空气0 1 M P a、电压6 5k V ，以外成型空气及流量为变量分析对扇幅的影响；在保证雾化效果的条件下，设定空气流量为5 0 L /m i n。3 2 清洗机结构原清洗机高压手指一同进入清洗机，容易被溶剂污染；且喷嘴距离旋杯背部远，清洗效果差，空气也不易吹干；新设计清洗机分离了手指与罩壳，解决了原清洗机的弊端。3 3 清洗溶剂下发工艺更改单，将管中管中水性溶剂温度设定为（6 0 1）℃ 。3 4 清洗程序1）改变杯头清洗频次，由原来的1 次/ 3 台变成1次/ 2 台。2）优化换色程序中溶剂冲洗与空气吹时间的配合。① 同时打开虹吸空气和吹风空气阀；② 旋杯进入清洗机腔室，进入深度不得超过1 1 0 m m（自成型空气出口端面算起）；③ 杯头进入腔室的同时打开溶剂阀，3 s后关闭溶剂阀；④ 进到深度8 0 m m 时，停2 s 清洗旋杯背部及凹窝；⑤ 继续向下至深度1 1 0 m m ，用时1 s ；⑥向上提出，用时约1 0 s ；⑦ 提出后关闭虹吸空气和吹风空气阀。3 5 清洗机喷嘴制定点检方案：针对喷嘴功能（是否通畅）的点检周期制定为1 次/ 1 月；改进出溶剂扇形：由扇形面改为柱状，冲击在旋杯上反弹至背部凹窝达到清洗效果。3 6 银漆铝粉含量高优化进车的顺序方案：1）控制连续进银车数 1 5台，其他颜色正常控制；2）有条件的情况下在分批的色漆车间夹4 台白车，以执行超级清洗（无需停线，无需保洁人员介入）。4 效果检查采用以上措施后，效果改善显著，一次报交合格率如图5 所示。5 结语汽车涂装工艺极其复杂，任何一个微小变化均有可能带来漆渣等缺陷，本文详细阐述了水性漆漆渣的形成及原因，并根据实际给出了一定的解决方案。在发现此类缺陷时，应从人、机、料、法、环等方面进行全面分析，对每一个环节进行管控，降低成本及返修率，节约资源，提高经济效益。