汽車制造工藝基礎(chǔ)第四章-涂裝車間課件

1、第一節(jié) 汽車涂裝概述 一、汽車車身涂裝的目的汽車車身油漆通常有45層，圖4-1為車身油漆結(jié)構(gòu)；圖4-2為Golf轎車油漆結(jié)構(gòu)。 從油漆結(jié)構(gòu)分析涂裝的目的： 1防腐蝕;2外觀漂亮、鮮艷;3防石擊;4防褪色 圖4-2 Golf轎車油漆結(jié)構(gòu)二、涂裝車間的布局 在總體布置上，涂裝車間位于車身車間和總裝車間之間，因?yàn)樾柰垦b的車身來自車身車間，經(jīng)涂裝車間完成車身涂裝后，送往總裝車間，如圖 。涂裝車間由預(yù)處理線、陰極電泳線、PVC線、中涂線、面漆線及整理返修等六條生產(chǎn)線組成（如圖4-4所示）。 三、涂裝汽車運(yùn)輸設(shè)備及質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)涂裝車間擁有八千多米長的輸送線，其中3000米連接白車身總裝線到涂裝線（如圖4-

2、5所示），約 2000米用于送走涂裝完畢的汽車，這兩條輸送線之間，還有一條最多可存放 100多輛汽車的緩沖線。圖4-6為05年北京現(xiàn)代制造廠花費(fèi)30萬改造后的涂裝車間。 1.輸送線速度控制裝置在橫向輸送帶到返修站之間，通過運(yùn)輸板上感應(yīng)式接近開關(guān)和地板安裝型信號發(fā)生器（右）確保運(yùn)輸板的準(zhǔn)確定位以及必要的加速與制動(dòng)。（如圖4-7所示） 2.卷閘門與輸送機(jī)之間故障安全監(jiān)控裝置通過故障安全通信總線，用一臺(tái)激光掃描器直接連接至故障安全型控制器，對提升裝置卷閘門與橫向輸送機(jī)之間的區(qū)域進(jìn)行 190的監(jiān)控。如圖。 3.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)汽車廠涂裝車間生產(chǎn)設(shè)備的電控系統(tǒng)總體上采用“集中監(jiān)視、分散控制”的典型模式，依

3、據(jù)這一原則，我們將整個(gè)電控系統(tǒng)分為三個(gè)層次，即計(jì)算機(jī)中央監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備級PLC控制系統(tǒng)和現(xiàn)場級的現(xiàn)場總線系統(tǒng)（圖4-10為現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)）。 設(shè)備級PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)PLC編程操控的全自動(dòng)控制設(shè)備，根據(jù)客戶要求和生產(chǎn)線的實(shí)際控制，實(shí)現(xiàn)對噴涂環(huán)節(jié)的精確控制（圖4-11為PLC網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系圖）。 第二節(jié) 汽車涂料基本知識 一、汽車涂料的組成 汽車涂料一般有四種基本成分，見表4-1。 涂料的組成成膜物質(zhì)油 料干性油：梓油、蘇籽油、亞麻仁油等不揮發(fā)分半干性油：豆油、棉籽油等樹 脂天然樹脂：松香、蟲膠等人造樹脂：松香衍生物、纖維衍生物、橡膠衍生物合成樹脂：縮合型合成樹脂、聚合型合成樹脂等顏 料著色顏

4、料有機(jī)顏料：酞青藍(lán)、耐曬黃等無機(jī)顏料：鈦白、氧化鐵紅、鋁粉、炭黑等防銹顏料紅丹、鋅鉻黃、鋅粉等。體質(zhì)顏料滑石粉、碳酸鈣、硫酸鈣等。輔助材料助 劑增塑劑、穩(wěn)定劑、固化劑、防霉劑、流平劑、乳化劑、催干劑、防結(jié)皮劑等稀釋劑助溶劑揮發(fā)分溶劑沖淡劑1）成膜物質(zhì)是涂料的主體成分，其作用是使顏料保持明亮狀態(tài)，使之堅(jiān)固耐久并能粘附在物體表面，是決定涂料類型的物質(zhì)。如圖4-12所示。2）顏料是涂料中兩種不揮發(fā)物質(zhì)之一，它賦于面漆色彩和耐久性，同時(shí)使涂料具有遮蓋力，并提高強(qiáng)度和附著力，改變光澤，改善流動(dòng)性和涂裝性能。如圖4-13所示。 3）溶劑是涂料中的揮發(fā)成分，它的主要作用是能夠充分溶解漆膜中的樹脂，使涂料能正

5、常涂抹。優(yōu)質(zhì)的溶劑能改善面漆的涂抹性能和漆膜特性，增強(qiáng)光澤，減小涂層網(wǎng)紋，從而減少拋光工作量，同時(shí)也有助于更精確地配色。如圖4-14所示。4）添加劑。有能加速干燥并增強(qiáng)光澤的固化劑，有減緩干燥速度的緩凝劑，還有能減弱光澤的消光劑，有些添加劑起的是綜合作用：即減少起皺、加速干燥、防止發(fā)白、提高耐化學(xué)物質(zhì)的能力。(如圖4-15所示) 二、涂料的分類汽車涂料的種類很多（見書上表4-2），大致把汽車涂料劃分為普通漆和透明漆（鏡面清漆）。一般來說，兩種漆具有相同的結(jié)構(gòu)：金屬材料電解漆底漆色漆。但透明漆還多一層：通常用一種聚氨酯或氨基甲酸酯形式的透明表層。透明漆是車漆最外表的透明層，它是用以保護(hù)下層的色彩

6、漆和為了美觀而使用的新型涂料，歐美和亞洲國家中高檔車基本都是用透明漆，同類漆還有各種復(fù)合罩光漆、水晶漆、珠光漆等。透明漆比普通漆更易受到環(huán)境的侵蝕。 第三節(jié) 汽車涂裝工藝設(shè)計(jì) 涂裝大致由六條工藝生產(chǎn)線組成：車身預(yù)處理陰極電泳處理PVC噴涂第二道底漆的中涂面漆的噴涂整理返修。（如圖4-16所示） 一、車身預(yù)處理目前汽車制造使用的鋼板不外乎這幾種：預(yù)磷化板、鍍鋅板、冷扎板、鋁板。預(yù)磷化板目前國內(nèi)中檔車廣泛采用。國內(nèi)汽車零件的預(yù)處理主要是噴丸處理和化學(xué)前處理。1磷化處理的基本原理需進(jìn)行去油（脫脂）處理。表面調(diào)整，在金屬表面形成磷化的結(jié)晶核心，可以提高下道磷化反應(yīng)的速度和磷化膜質(zhì)量。如圖4-17所示磷

7、化后再進(jìn)行鈍化處理，封閉磷化膜中的孔隙，提高磷化膜耐蝕性，特別是提高漆膜的整體附著力和耐腐蝕性。預(yù)處理后的車身為銀灰色。 2磷化處理的主要工藝參數(shù)處理方式，所用材料，槽溶液的成分、時(shí)間、溫度和壓力。3.磷化處理的主要工藝流程手工清洗高壓脫脂（K.O.D）低壓脫脂浸洗脫脂噴洗浸洗表面調(diào)整磷化鋅浸涂噴洗浸洗中溫鈍化純水噴洗循環(huán)水浸洗純水噴洗烘干(電泳底漆)4磷化處理后工件表面應(yīng)具有的性能1）磷化膜外觀必須致密，膜薄且均勻，無發(fā)藍(lán)；2）磷化膜重13g/；3）磷化膜晶粒粒度5m；4）磷化膜的鎳含量20mg/；5）工件在前處理出口處的滴水電導(dǎo)率25S/cm；6）采用濕膜入槽，在工件入槽前，設(shè)置一個(gè)潔凈壓

8、縮空氣吹水工序，或者烘干工序，以防過多的水帶入電泳槽。 二、陰極電泳1.陰極電泳的基本原理陰極電泳處理亦稱為上底漆，電泳涂層較厚(3050um)，采取特殊的涂膜方法，它是將具有導(dǎo)電性的所有暴露在外的鋼板表面和車身底部浸漬在裝滿水稀釋的濃度比較低的電泳涂料槽中作為陰極，在槽中另設(shè)置與其相對應(yīng)的陽極，在兩極之間通直流電，在被涂物（車身）上析出均勻、不溶于水的涂膜。如圖 2.電泳涂漆的優(yōu)點(diǎn)1）涂底漆工序可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，適用于大流水線生產(chǎn)。2）可以得到均勻一致的膜厚。3）泳透力高，大大提高了空腔防腐能力，尤其是陰極電泳涂膜的耐腐蝕性最佳。4）安全性比較高，對環(huán)境污染程度小。5）涂料利用率高，可以達(dá)

9、到95%，如用傳統(tǒng)的噴涂法通常涂料利用率會(huì)小于50%。6）電泳涂膜的外觀好，烘干時(shí)有較好的展平性 3.陰極電泳的工藝過程電泳槽浸泡離子水循環(huán)噴洗離子水循環(huán)噴洗超濾水沖洗烘干（如圖4-19、4-20所示）。 4.現(xiàn)場控制陰極電泳習(xí)慣質(zhì)量的手段陰極電泳的操作方便，但其技術(shù)要求卻非常高，控制要求非常嚴(yán)格，質(zhì)保試驗(yàn)室，每天負(fù)責(zé)對槽液測定，項(xiàng)目有PH值、固體份、MEQ值，顏基比及溶劑含量等，只有這些參數(shù)均處于規(guī)定的區(qū)間內(nèi)，才能保證車身的涂膜質(zhì)量優(yōu)良。此外，濕度、壓力、時(shí)間、電壓等工藝參數(shù)的控制也會(huì)很大地影響電泳質(zhì)量。 三、底盤PVC噴涂1.底盤PVC噴涂的基本原理車身在高速行駛時(shí)，馬路上的溫度遠(yuǎn)高于環(huán)境

10、溫度，為了防振、隔熱、防石擊，在車身底部噴有一層厚800微米左右的聚氯乙烯（PVC）樹脂焊縫密封膠，這種膠烘干以后，成為一種軟的、有彈性的物質(zhì)，可以吸收和緩沖碎石的撞擊能量。 2.PVC生產(chǎn)線的主要工藝流程粗密封底部噴膠清潔細(xì)密封烘干冷卻。在產(chǎn)量小的場合，采用手工噴涂（如圖4-21所示）；大量流水線生產(chǎn)時(shí)，主要采用機(jī)械手噴涂（如圖4-22所示），隨后手工補(bǔ)涂（如圖4-23）。 3.現(xiàn)場控制PVC噴涂質(zhì)量的手段在噴涂車底涂料前，要將被密封、涂覆部位油污、水漬、灰塵、鐵銹等污物除去，再將有些工藝孔堵上，螺栓要套上保護(hù)罩，不需噴涂的表面要貼保護(hù)紙，以防噴上車身涂料，另外要求分界線清楚。在烘干之前車身

11、外表面應(yīng)擦凈，消除飛濺的涂料。 四、中涂1.第二道底漆噴涂（又稱為中涂）基本原理中涂漆是轎車的第二道漆，即在電泳底漆車身再噴涂一層涂漆，中涂漆的主要作用在于增加涂裝車身的漆膜厚度，一般為40um，在迎風(fēng)面還要厚一些。中涂涂裝物理性能與底漆、面漆不同，它的彈性較強(qiáng)，底漆與面漆則比較脆硬。中涂層涂裝的功能主要是吸收灰、砂等對面漆的沖擊力；加強(qiáng)底漆與面漆之間的附著力；使面漆豐滿，起填補(bǔ)的效果。中涂后需進(jìn)行烘干，烘烤溫度為(1405)。中涂后的烘烤也同時(shí)使抗石擊涂料和密封膠得以固化。提高整個(gè)涂裝涂層的防腐能力。 2.中涂的工藝流程與質(zhì)量要求工藝流程簡要為：水砂打點(diǎn)清潔擦灰噴漆靜置發(fā)揮純水沖洗烘干質(zhì)量要

12、求：油膜厚度要在3040微米，光澤要求一般不大于55（60O C角度） 五、面漆噴涂1面漆噴涂的工藝流程面漆噴涂的工藝流程基本上同中涂的工藝流程相同。（如圖4-24，也可采用人工初噴） 2.面漆的質(zhì)量要求對面漆外觀要求高，同時(shí)也要能承受自然環(huán)境對汽車的侵蝕，同時(shí)也不容許有任何的涂裝流掛、縮孔、桔皮或發(fā)光、失光等表面缺陷，其光澤度要求大于80，厚度要求達(dá)到3545微米，除了外觀要求之外，面漆涂層還須具備優(yōu)良的防腐蝕性能和附著力。 六、輔助工序1.打磨通常為了消除底材表面上的毛刺及雜物，如浮銹；清除噴涂面的顆粒、粗糙和不平整度；增強(qiáng)涂層的附著力，需要采用合適的工具對車身表面進(jìn)行打磨。打磨分為干打磨

13、和濕打磨。打磨底材表面一般采用粗的或細(xì)的砂布、木工砂紙等。打磨前要檢查砂紙的質(zhì)量，不能有機(jī)械雜質(zhì)（粗的砂粒），以防劃傷涂膜。 2.拋光打蠟拋光是使面漆涂層具有柔和、穩(wěn)定的光澤，使漆面更加平滑，這是提高涂層裝飾性的一種手段，一般僅在對裝飾性要求高的高級轎車的涂裝工藝中采用（如圖4-25所示）。 3.空腔注蠟圖4-26為日系藍(lán)鳥事故車拆解情況?？涨蛔⑾炇怯?20公斤蠟注入車身空腔，經(jīng)過一定時(shí)間，最后殘留在車內(nèi)的一公斤蠟在空腔表面形成均勻的保護(hù)膜。 注蠟的部位非常之多，如下：（1）前縱梁、前橫梁、A柱、B柱、C柱、上邊梁、下邊梁、后縱梁、后橫梁（上下邊梁是指車頂、地板與側(cè)面的交接處內(nèi)部的鋼梁）（2）

14、發(fā)動(dòng)機(jī)罩上蓋版（就是雨刷器后面風(fēng)檔前面那一塊）（3）引擎內(nèi)罩、外罩（4）所有的車門內(nèi)板、外板（重點(diǎn)為門板下部）（5）所有的車輪罩（6）行李艙內(nèi)罩、外罩（7）其它所有出現(xiàn)空腔的地方 七、典型汽車的涂裝工藝及生產(chǎn)線1.力帆汽車涂裝生產(chǎn)線（如圖4-28所示） 第四節(jié) 涂裝質(zhì)量檢查與安全管理 一、汽車涂層的質(zhì)量檢查 對于微觀的汽車涂層質(zhì)量，則需要人員用各種方法或儀器進(jìn)行抽樣檢測（如圖4-30所示），開展全面的質(zhì)量檢查，并且對涂層缺陷進(jìn)行修復(fù)處理（如圖4-31所示）。 1.造成涂層質(zhì)量缺陷的原因 1）涂料質(zhì)量不合格或者選用不當(dāng)； 2）材料表面本身處理不當(dāng)； 3）涂裝設(shè)備故障以及工具操作方法不正確； 4）

15、外界因素。 2.噴涂后涂層缺陷的檢測方法（1）濕膜檢測 通過目測對噴漆后的車身進(jìn)行質(zhì)量檢查，如涂層是否均勻，是否有漆薄、漏噴、灰粒及流掛等缺陷。（2）干膜檢測 通過各種測試儀器對整個(gè)涂層進(jìn)行油漆性能檢測，新的測試儀還可以對外觀性能進(jìn)行監(jiān)測。（如圖4-32所示各種測試儀器） 3.常見的涂層缺陷問題以及現(xiàn)場解決方法 (1)流掛/流淌現(xiàn)象描述：如圖4-32所示。 產(chǎn)生原因：噴槍中的油漆流量大；漆膜過厚粘度大；噴涂中走槍速度過慢；噴槍離表面距離過近，和噴槍本身的故障；使用油漆過程中，溶劑不配套或質(zhì)量太差；溶劑或者材質(zhì)的溫度過低。預(yù)防措施及修補(bǔ)：掌握規(guī)范的噴槍操作。修補(bǔ)時(shí)等漆膜固化后，將流淌打磨掉，對于

16、輕微的流掛可用拋光處理，如果流掛現(xiàn)象嚴(yán)重的，要等漆膜磨平后，重新補(bǔ)噴一道面漆。 （2）漏噴 現(xiàn)象描述：在某些應(yīng)漆部位而完全沒有漆膜形成的一種病態(tài)。產(chǎn)生原因：操作者工作不細(xì)致；漏噴位置不熟悉；噴槍中涂料缺少或者供應(yīng)不正常。預(yù)防措施及修補(bǔ)：加強(qiáng)噴漆工的規(guī)范操作與工作細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度；對于容易漏噴的部位加強(qiáng)自檢；檢查噴槍涂料及噴射口情況。對漏噴區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)噴，并注意過渡。（3）灰塵/顆粒現(xiàn)象描述：如圖 產(chǎn)生原因：底材太粗糙，面漆又太??；施工環(huán)境太差，有灰塵、油污等；涂料貯存時(shí)發(fā)生結(jié)皮、絮凝現(xiàn)象；操作者未作好清潔工作。修補(bǔ)方法及預(yù)防措施：加強(qiáng)噴涂前的環(huán)境、人員、設(shè)備清潔, 對涂料進(jìn)行過濾, 噴涂時(shí)嚴(yán)格按照

17、涂裝工藝參數(shù)施工。修補(bǔ)時(shí)先讓漆膜完全固化，對于輕微的臟粒，可用 P1200 以上砂紙打磨平，然后拋光；如果雜質(zhì)顆粒陷得較深，則要將漆膜磨平，然后重新噴涂。 （4）針孔現(xiàn)象描述：如圖產(chǎn)生原因：涂裝后流平時(shí)間不足，烘烤時(shí)升溫過快；涂層過厚或被涂物表面溫度過高；稀釋劑選用不當(dāng)，造成漆膜表面干燥過快，底層溶劑不易揮發(fā)出；被涂物表面粗糙，膩?zhàn)訉硬还饣催M(jìn)行封閉就直接噴涂面漆。預(yù)防措施及修補(bǔ)：烘烤前的流平時(shí)間一定要保證在工藝范圍之內(nèi)；注意稀釋劑的搭配使用；漆膜噴涂的厚度應(yīng)在工藝范圍之內(nèi)；油漆攪拌后應(yīng)靜置一段時(shí)間，待氣泡消失后再噴涂；底涂層為膩?zhàn)訉訒r(shí)，一定要進(jìn)行封閉處理再噴涂面漆。修補(bǔ)將漆膜磨至底漆層，填

18、補(bǔ)針孔，重新噴涂漆。 （5）發(fā)白現(xiàn)象描述：如圖 產(chǎn)生原因：施工環(huán)境濕度太大，稀釋劑揮發(fā)速度過快；噴涂設(shè)備中可能含有水氣或水分；被涂物的溫度在施工時(shí)低于室溫；稀釋劑選用不當(dāng)。 預(yù)防措施及修補(bǔ)：盡量避免在高溫高濕環(huán)境中施工；排清噴涂設(shè)備中的水氣或水分；對被涂工件進(jìn)行適當(dāng)升溫；選用配套的稀釋劑。修補(bǔ)時(shí)當(dāng)漆膜輕微發(fā)白時(shí)，等漆膜完全干硬進(jìn)行拋光以恢復(fù)色澤；當(dāng)發(fā)白較嚴(yán)重時(shí)，則對發(fā)白區(qū)域進(jìn)行打磨清潔處理后，重新噴涂。 （6）發(fā)花現(xiàn)象描述：如圖4-36所示產(chǎn)生原因：所用的溶劑溶解力不強(qiáng)或施工前未對油漆進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；漆膜過厚，上下發(fā)生對流、發(fā)花而形成六角形的小花紋；噴涂設(shè)備未清洗干凈；使用單色漆調(diào)制復(fù)色漆時(shí)，使

19、用不同廠家的調(diào)色系統(tǒng)，色母混溶性差。預(yù)防措施及修補(bǔ)：選擇適當(dāng)?shù)南♂寗┱{(diào)整粘度至施工工藝范圍，施工前對涂料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；漆膜厚度?yīng)符合施工工藝要求，控制好每道漆膜的厚度；每次涂裝前應(yīng)徹底清洗噴涂設(shè)備；需調(diào)制復(fù)色漆時(shí)，應(yīng)選用同一廠家的同一類產(chǎn)品。修補(bǔ)時(shí)如已發(fā)生發(fā)花，對缺陷區(qū)域作打磨處理并徹底清潔后，再噴涂面漆。 （7）遮蓋力差/覆蓋不良現(xiàn)象描述：如圖4-37所示產(chǎn)生原因：噴涂方法不當(dāng)；油漆混合不均勻或過份稀釋；由于研磨、拋光過度，減小了色漆層的厚度，或噴涂層數(shù)太少；使用了劣質(zhì)不良的稀釋劑。預(yù)防措施及修補(bǔ)：要特別注意邊角區(qū)域；使用良好的正確的稀釋劑；使用正確的噴涂方法，保證漆膜厚度適當(dāng)，平整均勻；禁

20、止對漆膜過度拋光。修補(bǔ)時(shí)讓漆料略干后重噴或?qū)⑷毕輩^(qū)域打磨平，然后重新噴漆。 （8）橘皮/皺紋現(xiàn)象描述：如圖產(chǎn)生原因：稀釋劑選用不當(dāng)或質(zhì)量太差，揮發(fā)速度過快；噴槍距離太遠(yuǎn)，壓縮空氣的壓力不當(dāng)，噴嘴調(diào)節(jié)不當(dāng)；各漆層間的流平時(shí)間不足，過早進(jìn)入烘房；涂裝時(shí)溫度過高或基底表面溫度過高；噴涂過厚或過薄。預(yù)防措施及修補(bǔ)：在高溫環(huán)境中選用慢干或超慢干稀釋劑；采用正確的噴涂方法，調(diào)整噴槍口徑、施工壓力以及噴槍與工件的距離；各漆層間保證有足夠的流平時(shí)間。 （9）縮孔 / 魚眼（彈孔、走珠）現(xiàn)象描述：產(chǎn)生原因：噴漆環(huán)境中或基底表面上存在含硅的有機(jī)化合物，即使微量的硅，也足以導(dǎo)致漆膜出現(xiàn)縮孔；其它污染源的污染；底漆中

21、含有不匹配的成分；噴漆室內(nèi)蒸氣飽和。預(yù)防措施及修補(bǔ)：將噴涂表面上的含硅類拋光劑徹底清除掉。禁止在噴漆車間使用含硅類的拋光劑；要保證噴槍以及施工環(huán)境潔凈。修補(bǔ)時(shí)如果魚眼不多體積較小，可拋光清除；情況嚴(yán)重時(shí)，將缺陷區(qū)域的漆層徹底清除，處理好基體表面，重新噴漆。在極端情況下，有時(shí)還需要在油漆中使用抗魚眼添加劑（防走珠水）。 （10）咬底 現(xiàn)象描述： 產(chǎn)生原因：底、面涂層不配套；上層漆的稀釋劑溶解力太強(qiáng)；底層未干透就涂面漆，或底、面涂層間隔時(shí)間不合理 預(yù)防措施及修補(bǔ)：選擇與底層相同的溶劑作稀釋劑；注意兩層之間的施工間隔時(shí)間。修補(bǔ)時(shí)將缺陷區(qū)域的漆膜打磨掉，打磨時(shí)要注意不要露出可以引起同樣問題的漆膜，將打磨后的表面封閉后，重新噴漆。缺陷特別嚴(yán)重時(shí)，則將漆膜打磨至基底，然后重新噴漆。 （11）剝落 現(xiàn)象描述：如圖4-41所示 產(chǎn)生原因：被涂物表面