1、生 产现场212011年第5期 汽车工艺与材料 AT&MSHOP SOLUTION摘要： 详细分析了电泳涂层、中涂及面漆涂层厚度的影响因素；在此基础上，阐述了多项有针对性的控制各涂层厚度的措施。结合生产实际介绍了佳宝车身的涂层结构及工艺要求。关键词： 车身 漆膜厚度 质量 成本 控制中图分类号： TQ639.8 文献标识码： B车身表面漆膜厚度的控制吉林汽车有限公司佳宝制造部 谷昭斌1 控制车身表面漆膜厚度的意义对涂装生产而言，控制漆膜厚度是重要工作之一，其意义有如下几点。a.防止因膜厚不当而导致的涂层缺陷。现生产中50%以上的涂层外观缺陷是由于漆膜厚度控制不当造成的，如流挂、打磨痕、漆花和漆
2、青等一些常见的涂装缺陷直接与膜厚失控有关。b.有助于满足漆膜外观质量技术指标的要求。光泽、色差、长波、短波和DOI等技术指标都明显受到膜厚的影响，因此，漆膜厚度是涂装质量最重要的控制因素。c.控制涂装成本。涂料成本占涂装主要成本的50%左右，合理的漆膜厚度不仅有利于涂装质量的稳定，还有利于节约涂料、降低涂装成本。2 车身涂层结构及工艺要求本公司车身涂装的工艺流程为：前处理（涂装前表面预处理）阴极电泳电泳漆烘干焊缝密封（底涂遮蔽、焊缝密封、PVC底涂）PVC烘干电泳漆打磨喷中涂漆中涂漆烘干中涂漆打磨喷面漆（金属闪光漆采用金属底漆+罩光漆“湿碰湿”喷涂工艺）面漆烘干检查修饰（对面漆的轻微缺陷进行精
3、细的打磨、抛光等）送往总装车间。车身涂层结构见图1。3 控制各涂层厚度的措施漆膜质量的控制项目主要有外观质量（不应有颗粒、缩孔、针孔、流挂和漆花等现象）、漆膜的均匀性和膜厚、漆膜的附着力和耐腐蚀性能等。为保证涂装质量，应按涂料生产厂家的检验标准对每个批次的涂料进行检测。图1 佳宝车身涂层结构（外表面总膜厚为85null110 m）SHOP SOLUTION生 产现场22 2011年第5期汽车工艺与材料 AT&M3.1 电泳膜厚的控制电泳涂层的膜厚缺陷有偏薄和偏厚两种情况。a.偏薄：车身电泳后的干漆膜厚度不足，小于规定的膜厚。主要原因是没有严格执行工艺参数、电泳槽液老化/失调/导电不良、电泳涂层
4、再溶解。将会直接影响整车的防腐蚀性能，导致车身早期锈蚀，降低车身使用寿命。b.偏厚：车身电泳后的干漆膜厚度超过工艺规定的膜厚。如果漆膜外观良好，一般不判定为不合格品，但会增加涂料消耗量和涂装成本。为防止电泳膜厚出现偏薄或偏厚的问题，在电泳过程中要注意以下几点。a.槽液的固体分：稳定在工艺要求的最佳范围内，波动最好控制在最佳固体分范围的0.5以内。b.控制泳涂电压和泳涂时间：泳涂电压波动范围为150null220 V、泳涂时间为2.5null3 min。c.控制电泳槽液的温度：将电泳槽液温度控制在规定的范围内（29null31 ）。同时，注意定期清理热交换器，检查热交换器管路是否堵塞以及温度控制
5、系统是否出现故障并及时进行清理和排除。d.控制电泳槽液中的溶剂含量（0.2%null0.5%）：按规定周期分析、检验电泳槽液并根据结果补充有机溶剂。e.控制电泳槽液的电导率：更新槽液或添加调整剂，控制槽液电导率在1 000null1 800 S/cm，并降低湿涂膜电阻；通过排放UF液，同时添加去离子水，降低槽液中杂质离子含量。f.保证被涂工件通电良好：检查并定期清理或更新阳极管、阳极膜和极液系统，保证导电性良好；清理挂具，保证被涂车身导电良好。g.电泳后UF液的管理：pH值控制在5.0null6.1、电导率控制在500null1 500 S/cm，以防电泳涂层发生再溶解。h.控制电泳槽液的pH
6、值：电泳槽液的pH值应为5.4null6.1。i.循环过滤系统：如电泳槽液的循环效果不好（可通过压差计观察），将直接影响涂膜质量。通常是由于泵、过滤器及喷嘴堵塞而造成。因此，需定期清理喷嘴、更换滤材、定期检查并及时维修有关设备。j.阳极（对阴极电泳涂料而言）位置布置不合适：重新排布阳极管位置。如2011年3月将电泳槽两侧的第2null第5组阳极的长阳极管（长约2.5 m，每侧抽出10根）更换为短阳极管（1.5 m和1 m长）后，车身左/右侧面膜厚均匀，避免了1台车身同时存在漆膜偏薄和偏厚的问题。3.2 中涂及面漆膜厚的控制本公司中涂漆、金属漆和罩光清漆的施工均为手工操作，膜厚的影响因素较多，主
7、要有以下几方面。（1）操作者的熟练程度这是直接影响膜厚及其均匀程度的最大因素，也是难以量化、最不易控制的因素。为此，应对操作者进行系统的培训，使之养成良好的操作习惯。（2）喷枪吐出量（流量）喷枪吐出量即喷涂时单位时间内从喷枪口流出的涂料体积。喷枪吐出量受涂料的粘度和相对密度的影响，可以通过实际测量获得。在空气喷涂时，喷枪吐出量的大小影响涂料的雾化效果。a.喷枪吐出量较大时，一次成膜较厚，中涂、清漆容易出现流挂现象，金属漆则易出现漆膜表面发花等缺陷。b.喷枪吐出较量小时，一次成膜较薄，造成金属漆膜流平时间短；容易产生粗糙、颗粒等缺陷；容易造成铝粉定向不良，从而产生“痱子”；中涂层和清漆层的厚度不
8、足。 为此，要求吐出量保持恒定。针对中涂、金属底漆和罩光清漆设定不同的喷枪吐出量并纳入标准作业中，同时制定监测频次，避免各种因素导致喷涂过程中吐出量发生变化。（3）涂装距离和走枪速度喷涂距离是指喷枪头与被涂物之间的距离。涂装生 产现场232011年第5期 汽车工艺与材料 AT&MSHOP SOLUTION距离和走枪速度对各种漆的喷涂施工影响很大。理论上虽然走枪速度（一般为30null60 cms）与膜厚成反比，但由于对应不同的走枪速度选用的喷涂参数会间接影响涂料利用率（走枪速度慢，获得同样膜厚需要的涂料流量低，相应的雾化空气压力也小）。因此，在满足喷涂节拍的前提下，应优先考虑采用较低的走枪速度
9、。但走枪速度过慢（30 cm/s以下）时，则易产生流挂；走枪速度过快或喷雾图样搭接面积不大时，则不易得到平滑的涂膜。涂装距离（一般为20null30 cm）对漆膜质量的影响如下。a.涂装距离过近时，一次成膜较厚，中涂/清漆容易出现流挂；金属漆容易出现漆膜表面发花等缺陷。b.涂装距离过远时，一次成膜较薄，导致金属漆膜流平时间短，漆膜容易产生麻点、颗粒等缺陷；铝粉定向不良，容易产生痱子；中涂/清漆厚度不足；涂料损失增大；严重时涂膜会变成无光。另外，如果喷枪发生倾斜并以圆弧状轨迹运行或运行速度多变，都不利于得到厚度均匀的涂膜，且容易产生条纹和斑痕等问题。综上，应注意以下几点：喷枪与被涂物面呈直角、平
10、行运行；喷涂距离为20null30 cm；移动速度在30null60 cm/s内调整，并要求恒定。（4）涂料的施工固体含量（涂料施工固体分）液态涂料中的溶剂挥发后，留在被涂物表面成为漆膜成分的就是涂料中的非挥发分，即涂料施工固体含量。涂料的施工固体含量有体积百分比和质量百分比两种计算方法，计算漆膜厚度时使用的是体积百分比。涂料施工固体分的测量方法如下。a.质量固体分测量方法：按工艺要求在涂料中加入一定比例的稀料，调配到涂装施工时需要的粘度；称取约2 g（ W 1）调配好的漆液存于干燥、洁净的小蒸发皿中；在120 条件下烘干2 h，冷却后称量（ W 2）。按下式计算质量固体分，结果可取2null
11、3次平行测定结果的平均值。NV%=（ W 2/W 1)100%式中， NV%为固体分值； W 2为样品烘干后残留物的质量，g； W 1为样品烘干前的质量，g。b.现场随车挂板测量体积固体分：将150 mm70 mm的薄铁板用纸胶带粘贴在车身的不同部位；按工艺规定的喷涂遍数喷涂，然后迅速取下试片，用湿膜测厚仪测量厚度；将试片放入试验室烘箱，在120 的条件下烘干1 h，冷却后测量干膜厚度。按下式计算体积固体分，结果可取2null3次平行测定结果的平均值。体积固体分=干膜厚度/湿膜厚度涂料施工固体分越高，同样喷涂条件得到的涂膜越厚。在涂装施工过程中，涂料施工固体分发生变化对漆膜厚度不稳定造成的影响
12、常常被忽视，因此在喷涂过程中要按工艺参数要求严格控制涂料施工固体分。下面几个因素可能导致涂料施工固体分的不稳定。a.不同批次涂料的固体分一般都不相同。作为原漆控制指标的固体分造成的偏差一般在2%，这种偏差对喷涂的影响有时是很大的。以一种遮盖力为11 m的色漆为例，原漆的固体分为27%2%。以原漆固体分为29%、喷涂膜厚为12 m左右为比较基准，如果原漆固体分为25%，在其他条件都相同的情况下，喷涂膜厚只有10.3 m。因此，应严格监控原漆固体分指标，并要求供应商对施工敏感的涂料给出更小的原漆固体分控制范围。b.因原漆存放时间过长而导致原漆固体分发生变化。涂料粘度一般随存放时间的延长而上升，由于
13、调漆时以施工粘度为控制指标，这就导致使用不同存放时间的相同的原漆所调配的施工涂料的固体分却不一样。例如，某种涂料存放6个月后粘度上升了10%（如果存放环境的温度高，粘度上升幅度还要大)，在调整到相同粘度时需要加入的稀释剂量较6个月前增加，这就使调配好的施工涂料的固体含量减少了。在其他喷涂条件不变的情况下，漆膜厚度会降低。c.不规范的调漆操作和不恰当的涂料的存放方式SHOP SOLUTION生 产现场24 2011年第5期汽车工艺与材料 AT&M会导致施工涂料的固体分减少。如原漆在包装桶中没有得到充分搅拌，固体含量高的成分留在桶中，造成施工涂料固体分的降低；调配好的涂料因放置时间过长/密封不好而
14、导致溶剂挥发，使施工涂料的固体分增加。基于上述分析，在实际生产过程中要注意以下几点。a.按规定监控不同批次的原漆固体含量，尤其是对膜厚敏感的涂料（如遮盖力要求高的色漆）。b.缩短原漆存放时间，尽可能使用新涂料。c.避免将涂料存放于温度过高的环境中。d.规范调漆操作。e.不同季节使用不同的稀释剂：冬季使用挥发速度快的稀释剂，夏季使用挥发速度慢的稀释剂，必要时添加特殊的高沸点或低沸点溶剂，以避免施工涂料固体分有大的变动。（5）涂料的施工粘度涂装现场一般使用涂-4杯检测涂料的施工粘度（单位为s）。涂料的施工粘度对涂层质量的影响如下。a.涂料的施工粘度过高：一次成膜较厚，中涂/清漆容易出现桔皮；金属漆
15、容易出现麻点、颗粒等缺陷。b.涂料的施工粘度过低：容易导致金属漆膜薄，盖底困难，产生漆花等缺陷；中涂/清漆厚度不足，且易产生流挂等。为稳定涂料的施工粘度，应增加检测涂料粘度的频次，严格按照涂料的温度-粘度曲线进行调漆，将涂料施工粘度的波动控制在0.5 s以内。（6）涂装空气压力涂装空气压力过高时，涂料飞散太多，不利于涂膜的形成；涂装空气压力过低时，涂料雾化效果不好，涂膜有薄有厚，不易形成均匀的涂膜。为此，应将涂装空气压力控制在0.4null0.6 MPa。（7）喷枪口径a.喷枪口径过大时，涂料的喷出量大，生产效率高。但需注意因一次成膜较厚而导致的中涂/清漆易流挂、金属漆容易出现麻点、颗粒等缺陷
16、。b.喷枪口径过小时，成膜均匀，有利于层间涂膜晾干；但生产效率低，一般不采用。因此，应保证枪的型号与枪嘴相匹配，并要经常清洗枪嘴，发现枪嘴损坏及时更换。（8）涂料颜色与遮盖力涂料遮盖力是指涂料对被涂覆表面的遮盖能力。将涂料涂覆在由黑和白组成的背景上，形成特定厚度的漆膜，对黑、白背景进行遮盖，用使黑、白背景不会透过涂膜的最小膜厚（m）或最少用漆量（g/m2）表示。一般地，深颜色涂料的遮盖力较好，喷涂时容易盖底，但易出现漆膜偏薄问题；浅颜色涂料的遮盖力较差，喷涂时不容易盖底，当过量喷涂时漆膜偏厚，容易发生流挂。因此，要严格执行喷涂规范，不能随意改变喷涂方法，保证漆膜厚度满足工艺规范要求。（9）涂装时喷漆室的温度涂装时喷漆室的温度对各种漆的施工影响很大。a.温度过低：导致漆膜层间干燥时间长，中涂、清漆容易发生流挂，影响膜厚的均匀性。b.温度过高：导致漆膜层间干燥时间短，加大了清漆的施工难度，影响膜厚的均匀性。因此，应将喷漆室的温度控制在18null24 。低于16 或高于26 时，应该停线或用特定的助剂调整涂料，以适应喷漆室温度的变化。4 结束语综上，漆膜厚度及其均匀性受多种因素的影响。因此，在实际涂装生产过程中，要根据具体情况，建立有效的施工参数的监控体系，确保获得均匀且厚度符合工艺要求的漆膜。参考文献：1王锡春.最新汽车涂装技术M.北京：机械工业出版社，1997.AT&M
