面漆流挂问题的解决方法与预防措施

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本研究探讨了面漆流挂的形成原因,从涂料自身特性、施工工艺以及环境因素等多方面进行详细分析,并针对性地提出了一系列切实可行的解决方案。
研究课题:汽车涂料

作者:盛林安,曹克,李文鹏,高冠,马驰宇,高磊,卫洲,齐有升,李明轩

(零跑科技股份有限公司,浙江金华 321000)

摘要:本研究探讨了面漆流挂的形成原因,从涂料自身特性、施工工艺以及环境因素等多方面进行详细分析,并针对性地提出了一系列切实可行的解决方案。所述方案涵盖了从涂料配方优化、施工参数调整到环境条件控制等多个维度预防面漆流挂的具体措施,旨在为涂装行业提供全面、有效的指导,以提高面漆涂装质量、降低次品率、提升产品竞争力。

关键词:汽车涂装; 面漆流挂; 设备; 环境; 涂装工艺

0、引 言

在涂装工艺中,面漆作为最终涂层,其质量直接决定了产品的整体外观和防护性能。然而,面漆流挂(图 1)问题一直困扰着涂装技术人员,它不仅影响产品的美观度,还可能导致涂层厚度不均、附着力下降等质量问题。因此,深入研究面漆流挂的处理方法和预防措施具有重要意义。

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1、面漆流挂的产生原因

1.1涂料原因

(1)黏度

涂料黏度过低是导致流挂的常见原因之一。涂料黏度直接影响其流动性,当黏度过低时,在涂装过程中,涂料在重力作用下更容易向下流淌,难以在工件表面形成均匀且稳定的涂层。不同类型的面漆,其适宜的施工黏度范围有所差异,例如溶剂型面漆和水性面漆的黏度要求就不尽相同。

(2)固体含量

涂料固体含量过低,意味着单位体积内的成膜物质较少,为达到规定的膜厚,需要涂装较厚的涂层,这增加了流挂的风险。此外,固体含量不均匀也会导致局部膜厚不一致,进而引发流挂现象。

(3)干燥特性

干燥速度过慢的涂料,在未完全干燥固化前,长时间处于可流动状态,受重力影响容易产生流挂。涂料的干燥过程受多种因素影响,如溶剂挥发速度、固化剂反应活性等。如果溶剂挥发过慢或固化剂与树脂的反应速度迟缓,都会延长涂料的干燥时间,增加流挂的可能性。

1.2 工艺原因

(1)喷涂压力

喷涂压力对涂料的雾化效果和喷出量有显著影响。当喷涂压力过低时,涂料不能充分雾化,会以较大的液滴形式喷出,这些大液滴在工件表面堆积,容易造成流挂。相反,若喷涂压力过高,虽然涂料雾化良好,但可能会使单位时间内的涂料喷出量过大,同样会导致涂层过厚而流挂。(一般手工喷涂压力 0.4~0.6 MPa,机器人喷涂压力 0.6~0.8 MPa)

(2)喷涂距离

喷枪与工件表面的距离过近,会使单位面积上的涂料沉积量过多,形成过厚的涂层,从而引发流挂。一般来说,合适的喷涂距离应根据喷枪类型、涂料特性和施工要求进行调整,通常在 15~30 cm 之间(图2)。距离过远则会导致涂料飞散,造成涂料浪费和涂层不均匀。

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(3)喷涂速度

喷枪移动速度过慢,会使单位时间内喷涂到工件表面的涂料量过多,导致涂层厚度不均匀,局部过厚的涂层就容易出现流挂。而喷枪移动速度过快,可能会导致涂层厚度不足,需要多次重复喷涂,增加了流挂的风险。理想的喷涂速度应保持均匀,一般控制在30~60 cm/s。

(4)喷涂角度

喷枪与工件表面的喷涂角度不当,会使涂料在工件表面分布不均匀。当喷涂角度<69°时,涂料容易在重力作用下向下流淌,形成流挂。因此,在喷涂过程中,应保持喷枪与工件表面垂直,确保涂料均匀地覆盖在工件表面。

(5)膜厚控制

涂装过程中,如果单次涂装膜厚超过涂料的允许施工膜厚范围,就极易产生流挂。不同类型的面漆,其推荐的单次施工膜厚有所不同,一般面漆总膜厚控制在 60~95μm 之间。为了达到规定的总膜厚要求,需要合理控制涂装次数和单次膜厚(根据涂料厂家TDS 要求,中涂膜厚控制在 10~16 μm,色漆膜厚 10~18 μm,清漆膜厚 40~60 μm)

1.3 环境原因

(1)温度

涂装环境温度对涂料的干燥速度有重要影响。在低温环境下,涂料的黏度会增大,干燥速度减慢,这不仅会影响涂料的雾化效果,还会使涂料在较长时间内保持可流动状态,增加流挂的可能性。相反,过高的环境温度可能导致涂料溶剂挥发过快,使涂层表面迅速干燥,而内部溶剂仍在挥发,从而产生针孔、气泡等缺陷,同时也可能因涂层内外干燥速度不一致而引发流挂。一般来说,汽车涂装适宜的环境温度 在20~25 ℃之间。

(2)相对湿度

环境相对湿度对水性涂料的影响尤为显著。当环境相对湿度过高时,水性涂料中的水分挥发受阻,干燥速度变慢,容易产生流挂。此外,高相对湿度环境还可能导致涂层表面产生发白现象,影响涂层的外观质量。对于水性涂料,适宜的环境相对湿度通常控制在60%~70%之间。

(3)通风

良好的通风条件有助于及时排出涂装过程中挥发的溶剂和水分,促进涂料的干燥。如果通风不良,溶剂和水分在涂装(喷房)室内积聚,会使环境相对湿度升高,涂料干燥速度减慢,增加流挂的风险。同时,通风不畅还可能导致涂装室内空气中的尘埃等杂质增多,污染涂层表面,影响涂装质量。一般喷房风速控制在 0.3~0.4 m/s。

1.4 设备原因

(1)设备喷涂性能

①手工喷涂

喷枪的质量和性能直接影响涂料的喷涂效果。喷枪的喷嘴直径、空气帽结构及喷枪的雾化性能等都会对涂料的喷出量、雾化程度和喷涂均匀性产生影响。如果喷枪的喷嘴磨损或堵塞,会导致涂料喷出量不均匀,从而引发流挂现象。此外,喷枪的调节功能是否灵活准确,也关系到能否根据实际施工情况调整合适的喷涂参数。

②机器人喷涂

机器人喷涂参数对喷涂效果有重要影响,以下是一些主要参数及其分析(见表 1)。

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(2)涂料输送系统

涂料输送系统包括涂料泵、管道、过滤袋等部件。如果涂料泵的输出压力不稳定,会导致涂料在管道内的流速不均匀,进而使喷涂到工件表面的涂料量不一致,造成流挂。管道的直径和长度不合理,会产生较大的压力损失,影响涂料的输送效果。过滤袋堵塞会阻碍涂料的正常流动,导致涂料供应不足或不均匀,同样可能引发流挂问题。

2、面漆流挂的预防措施

2.1 涂料选择与管理

2.1.1 合理选择涂料

根据汽车涂装的工艺要求和质量标准,选择合适类型和性能的面漆。在选择涂料时,要充分考虑涂料的黏度、固体含量、干燥特性等因素,确保其符合施工要求。例如,对于外观质量要求较高的汽车车身涂装,应选择具有良好流平性和干燥性能的面漆。同时,应关注涂料的品牌和供应商信誉,确保涂料质量的稳定性。

2.1.2 严格控制涂料质量

建立完善的涂料质量检验制度,对进厂的每批次涂料进行严格检测,确保其各项性能指标符合标准要求。检测内容包括涂料的黏度、固体含量、干燥时间、颜色等。在涂料储存过程中,应按照规定条件进行储存,避免涂料受温度、相对湿度等环境因素的影响而变质。定期对储存的涂料进行抽检,防止因储存时间过长导致涂料性能下降。

2.1.3 正确调配涂料

涂装施工前,应严格按照涂料供应商提供的配方和工艺要求进行涂料调配。调配过程中,要准确计量各种原材料的用量,确保涂料的组成比例正确。同时,充分搅拌均匀,避免出现颜料沉淀、分层等现象。对于需要添加稀释剂的涂料,应根据施工环境和涂料黏度要求,合理控制稀释剂的用量,确保涂料施工黏度在适宜范围内。

2.2 优化施工工艺

2.2.1 精确控制喷涂参数

喷涂过程中,应根据涂料特性、工件形状和涂装要求,精确调整喷涂流量、喷涂压力、喷涂距离、喷涂速度和喷涂角度等参数。通过试验和经验总结,确定每种面漆的最佳喷涂参数范围,并在生产过程中严格执行。例如,某涂装现场特定的面漆,经过试验确定机器人喷涂最佳喷涂压力为 0.6~0.8 MPa,喷涂距离为 18~25 cm,喷涂速度为 400~500 mm/s,喷涂角度为90°。在实际施工中,操作人员应根据这些参数进行优化调整,确保涂层质量的稳定。

2.2.2 采用合适的涂装方法

根据汽车涂装的特点和要求,选择合适的涂装方法。常见的涂装方法包括空气喷涂、静电喷涂、旋杯喷涂等,每种方法都有其优缺点和适用范围。例如,静电喷涂具有涂料利用率高、涂层均匀、附着力强等优点,适用于大规模汽车涂装;空气喷涂则具有设备简单、操作灵活等特点,适用于小型零部件的涂装。在选择涂装方法时,要综合考虑生产效率、涂装质量、成本等因素。

2.2.3 控制涂装膜厚

通过合理的涂装工艺设计和操作控制,确保涂层膜厚均匀且符合规定要求。在涂装过程中,可以采用分道喷涂工艺(首次薄喷+二次厚喷),这样可以增加喷涂次数,降低流挂风险。同时,利用膜厚检测仪等设备,实时监测涂层膜厚,及时调整喷涂参数,确保膜厚控制在合理范围内。一般来说,汽车漆面总膜厚要求在 80~120 μm 之间,应根据不同的车型和涂装要求进行具体控制。

2.3改善涂装环境

2.3.1 控制环境温度和相对湿度

在涂装车间内安装温湿度调节设备,如空调、除湿机等,确保涂装环境的温度和相对湿度保持在适宜范围内。根据涂料类型和涂装工艺要求,设置合理的温湿度参数,并实时监测和调整。例如,对于水性涂料涂装,宜将环境温度控制在(23±2)℃,相对湿度控制在(65±5)%。同时,需注意涂装车间内的温度和湿度分布均匀性,避免出现局部温湿度异常的情况。

2.3.2 加强通风换气

设计合理的通风系统,确保涂装车间内有良好的通风换气条件。通风系统应能及时有效排出涂装过程中挥发的溶剂和水分,保持室内空气清新。同时,需控制通风速度,避免因通风过快导致涂料干燥不均匀或产生灰尘污染。通风量的大小应根据涂装车间的面积、涂装设备数量、涂料用量等因素计算确定。一般来说,涂装车间的通风换气次数应控制为10~15次/h。

2.3.3 保持涂装车间清洁

定期对涂装车间进行清洁,清除地面、墙壁及设备表面的灰尘、油污等杂质,防止污染涂层表面。在涂装作业区域,应设置专门的防尘设施(如防尘帘、空气过滤器等),减少空气中尘埃对涂装质量的影响。同时,应加强对操作人员的管理,要求其穿戴干净的工作服和手套,避免将外界污染物带入涂装车间。

2.4 设备维护与管理

2.4.1 定期维护机器人

机器人是涂装施工的关键设备,应定期对机器人进行维护保养。每次使用后,应及时清洗机器人,清除机器人管道内部和外部的涂料残留。定期检查机器人的计量泵、喷嘴、整形环、成型空气罩、旋杯等部件,如有磨损、堵塞或损坏,应及时更换。同时,要对机器人的调节装置进行检查和校准,确保其能够准确调节喷涂参数。一般来说,机器人的维护保养周期为2 次/天常规维护,1 次/周深度维护;对于使用频繁的设备,应适当缩短维护周期。

2.4.2 维护涂料输送系统

定期检查涂料输送系统的各个部件,包括涂料泵、管道、过滤器等。确保涂料泵的输出压力稳定,管道无泄漏、无堵塞,过滤器清洁畅通。定期更换过滤器滤芯,防止杂质进入涂料中影响涂装质量。同时,需对涂料输送系统进行压力测试,确保其在正常工作压力范围内运行。涂料输送系统的维护保养周期一般为每月一次;对于一些易损部件(如密封件、管道接头等),应根据实际使用情况及时更换。

2.4.3 更新和升级涂装设备

随着汽车涂装技术的不断发展,应适时更新和升级涂装设备,以提高涂装生产的自动化水平和涂装质量稳定性。例如,采用智能化的喷涂机器人代替人工喷涂,可以精确控制喷涂参数,减少人为因素对涂装质量的影响。同时,新型涂装设备在设计和制造上更加注重节能环保和操作便捷性,有助于提高生产效率和降低生产成本。

3、汽车涂装面漆流挂的解决方法

汽车涂装面漆流挂按照流挂程度可分为轻微流挂和严重流挂,其状态对比见表 2。

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3.1 轻微流挂的处理

对于轻微的面漆流挂缺陷,可以在涂料干燥后进行打磨和抛光处理。首先,使用砂纸对流挂部位进行打磨,将流痕磨平。砂纸的选择应根据涂层的硬度和流挂的严重程度来确定,一般从粗砂纸开始,逐渐过渡到细砂纸。例如,先用 1 000~1 500 目的粗砂纸进行初步打磨,去除明显的流痕,再用 2 000~2 500 目的细砂纸进行精细打磨,使涂层表面更加平整。打磨完成后,使用抛光机和抛光蜡对涂层进行抛光处理,恢复涂层的光泽。在抛光过程中,需注意控制抛光机的转速和压力,避免对涂层造成损伤。

3.2 严重流挂的处理

当面漆流挂较为严重时,打磨和抛光处理可能无法完全消除缺陷,需要进行返工涂装。首先,使用600~800 目粗砂纸进行打磨,将流挂的涂层去除干净。打磨后,对工件表面进行彻底的清洁处理,确保表面无残留的油污、打磨灰等。然后,按照正常的涂装工艺进行重新涂装,严格控制涂装参数和施工质量,防止流挂现象再次发生。在返工涂装过程中,要对整个涂装过程进行严格监控,确保涂层质量符合要求。

4、结 语

汽车涂装面漆流挂问题涉及涂料、施工工艺、环境和设备等多方面因素。通过深入分析流挂产生的原因,并采取相应的预防和解决措施,可有效减少和避免面漆流挂现象,提高汽车涂装质量和生产效率。表面粗糙度得到了有效控制,涂层质量显著提升。本研究成果不仅为客车制造业提供了有效的工艺优化方案,也为相关领域的研究提供了新的理论支持。未来,将继续深化对涂层工艺的研究,探索更多优化方法和技术,进一步提高涂层质量和生产效率,推动客车制造业向着更加环保、高效的方向发展。



来源:《涂层与防护》  2025年8期



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