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谈客车涂装质量的控制与管理
作者:吉学刚 2014/03/27

0 引言 

  造型设计、图案色彩、涂装质量是影响制约人们对客车外观效果直接评价的关键因素。涂装做工精细度、漆膜丰满度和鲜艳性、涂层防腐性和耐老化性是客车涂装质量控制的重要内容,其系统性、综合性比较强,每道工序都能最终影响客车涂装整体质量的优劣,并且各工序环环相扣,相互影响制约。 

 

1 客车涂装工艺流程 

  前处理→底漆→原子灰刮磨→中涂漆→面漆喷涂→粘彩条及防护→图案漆喷涂→整车打磨→罩光清漆(为增强漆膜丰满度和减轻图案漆边痕,国内客车制造厂如苏州金龙、厦门金旅等其外装饰漆喷涂完毕再执行双层做法,即增加框线处的内容)。整车涂装施工过程及最终质量控制参数见表(1)所示。 

表(1)  整车涂装控制参数一览表

控制项目

控制参数/内容

控制项目

控制参数/内容

涂-4施工粘度 

视气温、产品15~20s 

喷枪气压

0.2~0.4 Mpa

总膜厚(不含腻子层)

底漆 

≥20μm 

喷枪距离

200~300mm

中涂

打磨前≥80μm;打磨后≥65μm

扇面搭接量

1/2~2/3 

面漆 

素色漆≥110μm不罩清漆;金属漆≥130μm; 

喷枪移动速度

90 ~120cm/s

喷漆室环境

光照度

300~500lux

喷枪角度

与被涂面成90°

风速

3~5m/s

闪干/流平时间 

5 ~15min 

面漆

光泽20°

≥82

DOI值

金属漆≥80;素色漆≥82 

 

2 漆前处理 

  前处理的目的是清洁被涂物表面,为底漆提供具有优良结合力的附着界面。按处理方式可分为磷化处理和手工擦拭(打磨)处理。 

2.1磷化处理又分为浸渍式和喷淋式,是用化学方法将被涂物表面的油污清除干净,进而形成一层半导体型的磷酸盐保护膜的工艺。前处理质量的好坏需重点控制以下几个环节: 

2.1.1各腔/盒式件的最低端必须设臵流液孔,不能出现倒臵或漏设现象。 2.1.2重油污、粉尘、各种印痕在整车磷化处理前必须先进行擦拭预处理,一方面可确保整车磷化处理效果,另一方面可减轻污物对槽液的污染,进而延长槽液的使用寿命。整车前处理一般不设臵酸洗除锈工艺,如车体表面存有锈蚀需采用砂纸将其打磨除掉。 

2.1.3严格控制脱脂槽(FAL游离碱度)、表调槽(PH值)、磷化槽(FA游离酸、TA总酸、AC促进剂浓度)各项控制参数,以及车体在各槽液内的处理温度及时间。 

2.1.4磷化膜表面不能出现黄锈、明显发花、挂灰及除油不净等缺陷,否则影响漆膜附着力和整体涂层的耐蚀性。 

2.2部份客车厂家整车涂漆前采用的是手工擦拭除油、打磨粗化处理,具体工艺流程为“除油→打磨→除尘→二次除油”,主要控制环节如下: 

2.2.1采用除油剂“一湿一干法”擦拭除油,必须确保除油干净、彻底,最后可用干净的白色棉纱擦拭检验。利用除油剂除油的原理是将油脂进行充分溶解,然后再人工擦拭去除,若只是溶解而不充分擦拭,除油剂挥发后油污仍会残留在车体表面,擦拭用的材料如棉布、擦尘纸等需是润湿性、吸水性优异的材料。 2.2.2镀锌板、铝板及带漆件涂漆前要进行打磨粗化,以增大底漆与基体间的接触面积,要求粗化均匀、彻底,砂纸纹密集,以确保底漆附着力。镀锌板、铝板最好设臵在底漆即将喷涂前进行打磨,以防打磨后表面继续发生氧化反应,尤其是铝板,因为铝金属非常活泼,表面极易与空气中的氧发生氧化反应,而底漆与纯铝间的结合力要明显优于氧化铝。

 

3 底漆喷涂 

  底漆是涂覆于底材上的第一道涂层,与基材间的附着力和耐蚀性是其控制的重要内容。底漆有多功能底漆(可适用于多种板材)和单功能底漆(仅适用于其中的一种或两种板材)两种,从树脂类型上考虑,客车用底漆一般有聚氨酯底漆和环氧底漆,但多为环氧型防腐底漆,因其防腐性能比较优异。 

3.1宇通客车、苏州金龙、江淮现代等厂家针对铝板制件(仓门、乘客门、型材等)选用的是专门的磷化底漆(或称为铝合金底漆),因其含有酸性的磷酸盐成份,可与铝板表面发生缓蚀反应而充分咬合,且对铝板材质(含镁量较高的合金铝一般附着力较差)和打磨粗化效果要求不是太高,因此底漆附着力较好。中通客车采取整车磷化后再对铝板进行充分打磨粗化,然后整车喷涂多功能环氧底漆,因施工方便而已推广多年。 

3.2底漆严密性、均匀性、足够的涂膜厚度是涂装质量控制的关键环节。控制底漆喷涂工走枪速度、压枪重叠、枪距、气压、出漆量、施工粘度等参数的均匀性是控制涂膜均匀性和外观质量的基础前提条件。一般认为底漆涂膜对外观质量要求不高,而常忽视对漆工操作技能的培训与提高,结果是涂膜常出现厚度不匀、桔皮、颗粒、发粗等缺陷,而影响涂膜质量和后道打磨效果(漏底、膜损较大)。底漆涂层膜厚一般控制在20μm以上,但其外表面若有其它涂层,最好不宜超过40μm,否则易影响涂层附着力。为便于控制底架漆的涂膜厚度,底漆一般要选择有别于黑颜色的其它色如灰白色、红色或绿色等,但一般不宜选择与基材颜色或磷化膜颜色相近的浅灰色底漆。 

3.3地板以下的骨架及钣金件易受积水、砂石等的冲刷其防腐性和抗石击性要求较高,除轮胎各挡板、下裙蒙皮内表面、仓板及梯步挡板的外表面喷涂阻尼胶外,其它外露型钢及钣金件需在底漆喷涂完毕再湿碰湿喷涂一层防腐黑漆,同时也便于与底盘车架颜色统一。 

 

4 原子灰涂刮 

  提高底层平整度,填平钣金缺陷和凹坑,通常采用不饱合聚酯腻子或合金原子灰,然而腻子涂刮过多,是害多利少,许多客车厂家早已通过提高钣金车外观质量来降低原子灰用量。不饱合聚酯腻子一般涂刮至干燥的底漆表面,合金原子灰可以直接涂刮至裸钢表面。原子灰涂刮质量主要控制如下环节:     

4.1腻子调配。按产品要求比例(通常2-3%)加入固化剂,用铲刀或刮板调合均匀,为方便识别原子灰的调配质量,固化剂内一般掺有黄、黑或红色的颜料。根据钣金缺陷大小,原子灰的稠度应有所变化,大缺陷采用稠度较高的原子灰涂刮,小缺陷和最后收光采用稀原子灰,为方便涂刮,最好配备原子灰稀释剂(苯乙烯和不饱和聚酯树脂的混合物)。为防止材料浪费,应根据涂刮量“现用现调”,并在活化期内(一般10分钟)使用完毕。 

4.2根据涂刮面形状、大小可分别使用大小刮板或软(橡胶)、硬(塑料、铝、钢板)刮板。两侧蒙皮或仓门等大面部位采用大刮板,材料可用铝型材或折边成“L”型的薄钢板,但必须确保刮板的直线度;曲面部位采用软质材料的刮板涂刮。涂刮质量可采用目视、手摸、或直/弧线样板比靠的方式进行掌控。 4.3焊缝印问题:焊缝印按外观形态可分为凸涨形和凹缩形两种。凸涨形是由于腻子底层含有空腔体(腻子未刮实)或有未挥发干净的溶剂(蒙皮与型钢的贴合缝隙内底漆未充分干燥)而在涂装烘烤中产生气体膨涨逸出,一般在涂装施工过程中出现,尤其是车身刚刚烘烤完毕时异常明显;另一种是由于焊缝处的蒙皮与骨架梁贴合面间在车辆使用过程中不断溅进泥水,底层锈蚀膨胀和腻子吸潮溶胀而引起,主要发生在轮罩周圈区域。凹缩形是车辆在使用过程中焊缝处的腻子不断收缩凹陷而产生的焊缝印(因焊缝处腻子涂刮量大,同样的收缩系数,腻子层越厚收缩量越大)。目前国内客车厂家针对车身外露焊缝处的处理一般分为满焊、预留黑明胶缝(或刮胶再喷漆)、粘贴铝型材或PU透明胶带再喷漆等方式防止焊缝印问题的出现。其中满焊工艺仅适用于局部长度在1米内的短焊缝,并且为防止蒙皮在焊接过程中产生热变形,施焊前两侧涂抹冷却膏,如金华尼奥普兰;国内许多中巴车型两侧蒙皮与腰梁间的焊缝采用粘结铝型材或打黑色聚氨酯胶的方式弥补焊缝印问题;国内也有些客车厂家对部份车身外露焊缝采取近似满焊(对接间距和点间距均≤5mm)工艺,腻子涂刮时先对焊缝部位涂刮纤维焊缝灰。 

 

5 中涂漆喷涂 

  中涂漆是介于底漆或腻子层与面漆层间的中间涂层,起到承上启下的作用,用于填充底层缺陷(腻子微孔、砂眼、砂纸纹等),打磨后为面漆层提供平滑、致密的附着面,是确保面漆光泽和鲜映性的先决条件。 

5.1先用压缩空气和粘尘布清理底层粉尘,然后对原子灰磨穿部位补喷环氧底漆,以确保防腐质量。 

5.2调整合适的气压、扇面、出漆量,按自上而下的顺序喷涂中涂漆;喷涂2~3遍,为防止接口部位漆膜发粗,每遍接口应错开或采用横竖交叉法喷涂;为方便识别后工序的打磨是否到位,可采用“2+1”喷涂(2遍A颜色中涂+1遍B颜色中涂)或在最后一遍薄喷一层快干硝基黑漆,也可在打磨前对表层涂抹一层活性碳粉,起到指示引导作用。 

5.3为提高底层平滑性和致密性,客车用中涂漆细度最好控制在≤30μm,涂膜铅笔硬度最好不低于2H。 

5.4打磨前与打磨后的中涂漆膜厚一般相差10μm左右,减少打磨损耗的先决条件是提高中涂漆喷涂的平滑性,不能出现发粗、明显桔皮、流挂等漆膜弊病。 

 

6 原子灰与中涂漆打磨 

  为确保获得平整、光滑、细腻的底层表面,原子灰涂刮后和中涂漆喷涂后需进行打磨,用以消除原子灰刮痕、边印以及涂膜桔皮、颗粒等。按打磨方式可分为干打磨和湿打磨两种,打磨方式不同,所采用的打磨材料也不同。干打磨不用润湿剂(水),平滑性相对于湿打磨要差,适合于硬度较高,较致密的涂层。根据圆形打磨机的不同,常用的有搭扣式和背胶式两种砂纸。湿打磨是用水或其它润湿剂充分润湿被打磨表面;湿打磨漆膜光滑度较高,打磨材料一般用耐水砂纸。汽车工业常用润湿剂是水;湿打磨时劳动环境较差,且不好的水质易影响涂层质量,打磨后水分必须完全挥发后才能涂漆,否则易出现痱子、起泡、脱漆等涂装缺陷,在客车涂装中一般用于局部修补或研磨抛光。 

6.1边角棱部位尽量采用手磨,曲面采用打磨软垫机磨,避免出现大面积的明显磨穿现象而影响整车防腐和涂层质量;平面部位的原子灰最好先用条形打磨机或打磨块打磨,然后再采用圆盘砂纸打磨,以方便控制涂层平整度。 

6.2打磨机应臵于打磨面上再启动,严禁将运转过程中的打磨机直接放臵于漆面上,以防出现打磨印痕和影响打磨机的使用寿命;打磨时托盘应与打磨面平行,左右往复运动,上下前后搭接1/2~2/3;按压时要用力均匀,严禁出现偏斜。

 6.3在更换砂纸时要注意逐级渐进,每次跳级不能超过100号,使用P80砂纸研磨腻子时,不要打磨至底漆部位,以防出现底漆磨穿现象。各道涂层常用砂纸打磨型号见表(2)所示。

 

表(2)  涂层打磨用砂纸型号 

涂层名称

砂纸型号

涂层名称

砂纸型号

底材粗化

P120-180

中涂漆

P320-400粗磨P400-600细磨

原子灰

P80-240

图案漆

P320-400

6.4可用触摸或研磨指示层的方式判别打磨是否到位,以防打磨过度。 

 

7 面/色漆(图案漆)喷涂 

  面/色漆是客车车身的最外层涂装,其光泽、鲜映性、耐老化等性能指标要求较高,因此对操作技能、施工环境、喷涂设备、油漆材料等要求也非常高。 7.1喷漆室环境。轿车生产厂家对涂装车间的清洁度要求很高,任何人员进入涂装区域除穿戴防护衣外,还得必须通过强制淋风室,以吹掉身体表面的浮尘、纤维等。生产客车的涂装车间显然不如轿车生产厂家要求那么严格,但喷漆区域尤其是面/色漆喷涂室,环境仍是确保喷涂质量的首要考虑因素。喷漆室环境控制项目主要有:温湿度、空气洁净度、风压、风速、光照度等。 

7.1.1温湿度:国内客车厂家的喷漆室大多无加湿、降温装臵,因此温湿度的要求范围也较大,一般温度在5℃-35℃,湿度10%-70%,然而由于季节气温和区域环境的不同,部分客车厂家实际控制的温湿度范围还要大,只不过在“极端”环境下通过调整溶剂挥发速率或添加某些助剂(化白水等)来保证涂膜质量。面/色漆最适宜的温湿度控制范围为T=(20±5)℃,H=(50±5)%。 

7.1.2洁净度:多数客车厂家由于对洁净度的检测无相关仪器装臵,因此洁净度的要求也就无量化指标,然而喷漆室洁净度是减少涂层颗粒的一个有效途径。控制洁净度可从以下几方面进行控制。 

①中涂车身打磨完毕必须先在室外进行初次除尘,以减少打磨粉尘在喷漆室内清理而过多的附着“滞留”在内壁及升降小车等附属设施表面,二次污染漆面。 ②控制喷漆室内风压为微正压状态,防止从门缝向里吸风而污染喷漆环境。 ③面/色漆喷涂室应设臵成水漩式,抽风方式一般为上压风下抽风式,漆雾及粉尘捕捉效果好。 

④喷漆室内壁涂覆水溶型粘性防护膜,一方面可粘附粉尘和漆雾,另一方面可用清水轻移擦拭更换,环保效果比较好。 

⑤喷漆室必须设臵供人员出入的小门,一方面可方便进出,另一方面可避免因人员出入而影响喷漆室环境。

 

7.2操作技能。面/色漆喷涂质量受喷漆工操作技能影响较大,俗有“三分油漆、七分施工”之说。喷漆工必须熟知油漆调配、漆前清洁、喷枪的正确使用、工艺规范、常见问题的处理与分析等内容。 

7.2.1握枪姿势。为了持续稳定喷涂而不产生疲惫感,必须保持一个放松的姿态,肘关节、肩膀和手臂不要紧张。 

7.2.2在确保油漆过滤、漆前清理到位的前提下(防止漆膜颗粒),尽量减少甩枪后的雾喷和避免各工序每道喷枪接口重叠(每遍接口错开,防止漆膜发粗)或采用横竖交叉法喷涂。 

7.2.3漆层间或烘干前必须留有足够的流平、闪干时间(10~15分钟)。 7.2.4由于对涂装工的技能要求较高,涂装车间内部需加强对新喷漆工的岗前理论和技能培训,使其掌握必备的操作要点、质量控制要求等基础常识,并确保考核合格后再上岗。 

7.3喷涂设备。面漆喷涂一般采用下壶式喷枪,色漆喷涂因颜色更换频繁、用漆量少而常使用上壶式喷枪,为确保雾化效果和喷涂质量一般采用德国进口萨塔(SATA)喷枪,应环保要求,近年来开发的HVLP和LVMP喷枪应用日益广泛。喷漆室风机、滤网等应及时进行检修维护,以防风速、风压不正常导致漆雾不能有效散逸而使漆面出现虚漆失光问题。烘干室应升温均匀且不能过快,以防出现局部漆膜干不透或出现溶剂泡、失光等问题,同时对其内壁应根据使用情况及时清理打扫,防止热风循环带动灰尘颗粒而污染漆膜表面。 

 

8 整车罩清漆(双层做法) 

  为提高漆面丰满度和鲜映性,同时改善图案漆边界的凸凹感,部分客车制造厂在高档车及参展车上开始采用整车罩清漆工艺,即图案漆喷涂完毕,整车再经水磨或干磨后统罩清漆;也有的客车厂家仅在面漆喷涂时执行湿碰湿罩清漆的工艺,面漆涂膜的鲜映性DOI值与打磨后罩清漆相差不明显。 

8.1底层打磨。确保底层漆膜彻底干燥后,先用打磨机配合P400砂纸粗磨,然后再用P500打磨软垫收光打磨,如水磨则采用800#~1200#水砂纸。打磨过程中要用力均匀,不能用力过大或在某一部位停留时间过长,以防出现磨穿现象。 8.2底层清理。打磨粉尘要清理干净,防止不同颜色出现串色。为减少磨穿和串色现象可预先在面漆和色漆喷涂时的最后一遍薄喷一层清漆。 

 

9 整车漆面美容 

  提高漆面的鲜映性、丰满度以及高耐候性成为众多客车生产厂家所追求的共同目标,漆面美容护理原本一直是轿车行业所使用的“专利”,然而如今的客车制造企业为了使自己的客车产品更加靓丽多彩,进而增加企业产品卖点,提升市场竞争能力,开始在豪华客车、参展车上采用漆面美容护理技术。 

9.1研磨抛光。采用P2000细砂纸和专用抛光剂清除漆面上的浅划痕、微漆流、小颗粒、凸凹不平的橘纹、及色漆轮廓线的毛刺等。 

2.2封釉处理。先将晶亮釉涂抹至整车漆面,然后再用羊毛轮进行抛洗,直至整车漆面晶亮,它能最大限度的保护汽车漆面亮度,同时具备密封、增光、抗划痕,防酸雨侵蚀、抗强紫外线、耐高温等性能。 

 

10 涂装材料 

10.1用漆体系:在具备一定生产批量的前提下,主要涂辅料必须确保两家材料供应商。独家垄断供货很难从质量、成本、服务等方面去进行全面控制,鉴于化工材料自身的特殊性,一旦出现质量问题,很难迅速判定属材料自身原因还是施工操作原因,同时通过小样试验有时也很难发现问题根源所在,然而如果通过不同材料间的交叉对比模拟试验,往往能够从差异中快速查找出问题的症结所在。笔者根据市场调研及同行了解情况,针对目前国内主要客车厂家涂装材料的配套商进行了汇总归纳,见表(3)所示。 

10.2涂料中树脂和颜填料的选择及匹配性、流平性和细度对漆膜的外观质量和持久性起着非常关键的作用。涂料及涂膜相关的性能(如细度、施工固含、流平性、光泽、失光率、耐老化性能、DOI值等指标)必须进行不定期监控检测,及时发现影响涂膜质量的相关因素,督促涂料供应商从源头控制材料自身质量。 

表(3)  国内主要客车厂家涂装材料配套商汇总一表 

材料名称

主要配套商或品牌

国内品牌

国外品牌

前处理材料

成都祥和、湖北博新、南京昆仑

汉高、凯密特尔、帕卡濑精 

电泳底漆

日本关西、PPG 

原子灰材料 

河北盾牌、广东黑马、湖北鹰牌、长颈鹿 

杜邦、新劲、德国雅科美

涂料

重庆三峡、大桥化工、常州足迹、常州阿沃德、常州同丰、天津德威、郑州双塔、常州光泽、上海东来、深圳维新、江门制漆、福建鑫展望 

荷兰新劲、杜邦、PPG(AUTOCOLOR、ACS)、法国SPRALAC、韩国KCC、立邦、日本关西 

打磨材料 

3M(236U或255P)、韩国Sunmight、芬兰Mirka、费斯托Festool、诺顿Norton、瑞士Sia等; 

遮蔽胶带

金枫叶

3M(2214或2218)

阻尼胶

丹东安邦、泰兴金宇

法国德高、德国雅克美

防护蜡

武汉材保、青岛爱德乐 

帕卡兴产、汉高、韩国泰利德 

 

11 结束语 

  客车制造属劳动力密集型企业,因此涂装质量受“人”的影响因素较大,其稳定性也不易控制。若在某种程度上提高施工效率势必会降低涂膜质量,客车制造过程中的涂装质量控制必须从人员培训、操作规范、细节控制等方面入手,使其“僵化”地按工艺要求去执行,成为一种不折不扣的施工“惯例”,才能真正使涂装质量在稳定的基础上得到持续改善、提高。

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