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B1B2集成工艺面漆橘皮问题改善

时间:2023-02-23

目前我国汽车市场竞争越来越激烈,好的车身漆膜外观直接影响客户的购买欲望。各大汽车厂为了给客户留下良好的第一印象,无不刻意追求涂装的质量。面漆橘皮是构成漆膜外观的重要指标,直接影响涂装面品质量,本文结合汽车涂装B1B2集成工艺特性,对面漆橘皮影响因素进行分析,并采取相应措施,面漆橘皮问题得到明显改善,有效提升了漆膜外观质量。

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0B1B2集成喷涂工艺简介

近年来,我国对环境保护越来越重视,随着环保法规要求的日益严苛,选择低VOC排放的生产工艺成为大势所趋,汽车车身涂装行业比较环保、节能的B1B2水性漆集成喷涂工艺逐步得到推广普及。

B1B2水性漆集成喷涂工艺流程为:面漆前准备→蛇鸟毛自动擦净→离子风自动吹净→B1外板机器人喷涂→B2内板机器人喷涂→B2外板机器人喷涂→人工色漆补喷→色漆流平→水分预烘干→清漆机器人内喷→清漆机器人外喷→人工清漆补喷→清漆流平→面漆烘干→强冷。

B1B2工艺与传统的3C2B喷漆工艺相比节省了中涂喷涂线、中涂烘干线以及中涂打磨线,VOC排放量降低20%左右,漆膜厚度降低约20%。由于B1B2集成工艺喷涂的车身油漆膜厚更薄,故其对车身基材的粗糙度要求也更高,也更容易产生漆面橘皮缺陷。

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0面漆橘皮形成原理
橘皮是构成漆膜外观的一个重要指标,它是对汽车车身漆膜表面微观不平整的一个感性描述。在汽车涂装工艺中,油漆表面的波纹称之为橘皮,在橘皮的测量体系中,面漆橘皮通常被解构成短波橘皮和长波橘皮两种,其中短波橘皮代表结构尺寸在0.6mm以下的橘皮,长波橘皮代表结构尺寸在06.mm以上的橘皮。实际上橘皮的形成原因非常复杂,但从原理上来讲主要有以下两个因素:1)底材微观上的不平整向油漆表面的传递;2)油漆干燥过程中溶剂挥发造成表面张力梯度形成的贝纳德涡。

基于橘皮的形成原理,我们认为橘皮是不可能完全消除的,只能尽量将其缺陷减小,使其外观效果得到充分改善,从而整体提高漆膜的外观质量。

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0面漆橘皮的影响因素分析及改善

3.1 车身电泳底材粗糙度对面漆橘皮的影响及改善

3.1.1 车身电泳底材粗糙度对面漆橘皮的影响

因B1B2水性漆集成喷涂工艺省去了中涂层,故其漆膜厚度远远低于传统的3C2B喷涂工艺膜厚,据统计,B1B2水性漆集成涂工艺漆膜的厚度基本维持在90μm左右,较传统的3C2B工艺膜厚降低约20%,这种低膜厚的特性决定了漆膜的遮盖性、填充性也都有一定程度的下降。低遮盖性及填充性决定了底材微观上的不平整向油漆表面的传递不易被阻挡,因此电泳底材的粗糙度对面漆橘皮的影响也就尤为明显。B1B2水性集成喷涂工艺对底材电泳粗糙度要求较高,根据数据的统计分析,一般要求其电泳粗糙度Ra<0.3μm。
3.1.2 车身电泳底材粗糙度改善
1)优化车身钢板基材的表面粗糙度
车身钢板基材对面漆橘皮的短波数值影响明显。基材微观上的不平整会向油漆表面进行传递,从而导致面漆漆面看起来比较褶皱,形成橘皮缺陷。通过优化车身钢板的辊压成型工艺,改进车身钢板的表面处理工艺,如将热镀锌升级为电镀锌等措施,降低车身基材表面粗精度。B1B2水性漆集成喷涂工艺对车身钢板基材表面粗糙度要求一般为Ra≤1.1μm。
2)优化电泳槽液参数,减低电泳表面粗糙度
车身钢板磷化膜结晶粗大,造成磷化膜的孔隙率增高,磷化膜的致密性下降,电泳后成膜明显粗糙。可以通过优化脱脂槽液参数(总碱度、游离碱度及槽液温度等),彻底清理车身钢板表面残留的油污,使磷化层均匀地覆盖在车身表面;调整磷化液酸碱度及P比参数,细化磷化膜的结晶粒度,使磷化层更加致密,从而在微观上提高磷化膜的平整性。
3)降低电泳槽液的颜基比,提升电泳表面的流平性,调整电泳槽液颜基比可有效改善电泳漆膜的粗糙度。
电泳槽液的更新率也一定程度影响电泳漆膜的粗糙度,在日常生产中需要加快电泳槽液的更新率,理想状态下电泳槽液置换周期为2次/a。另外车身电泳漆膜粗糙度高的部位需要人工用 800水砂纸打磨平整,然后再进行下一步的喷漆作业。
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3.2 油漆分层膜厚不均匀对面漆橘皮的影响及改善

3.2.1 B1色漆膜厚不均匀对面漆橘皮的影响及改善
B1色漆涂层不均匀导致电泳表面填充效果差,膜厚薄的位置会出现橘皮缺陷。通过优化B1各颜色油漆膜厚的控制范围(浅灰涂层膜厚要求15-20μm,中灰涂层膜厚要求10~15μm,深灰涂层膜厚要求15~20μm),优化喷漆机器人的喷涂参数(喷涂流量、喷涂电压、成型空气、旋杯转速等),使各部位的漆膜厚度均匀一致。
3.2.2 B2色漆膜厚不均匀对面漆橘皮的影响及改善
B2色漆涂层不均匀导致各部位湿膜干燥程度不一致,局部失光,形成橘皮缺陷,影响面漆漆面的整体外观效果。通过优化各颜色漆膜厚度控制范围(金属漆涂层膜厚要求13-15μm,实色漆涂层膜厚要求15~18μm),优化喷漆机器人喷涂参数(喷涂流量、喷涂电压、成型空气,旋杯转速等),使各部位漆膜厚度均匀一致。
3.2.3 清漆膜厚不均匀对面漆橘皮的影响及改善
清漆涂层膜厚不够,湿膜流平效果差,直接影响橘皮指标中的长波数值。通过优化各部位膜厚控制范围(40~45μm),优化喷漆机器人喷涂参数(喷涂流量、喷涂电压、成型空气、旋杯转速等),使各部位的漆膜厚度均匀一致。
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3.3 油漆湿膜流平不充分对面漆橘皮的影响及改善
3.3.1 B1油漆湿膜流平不充分对面漆橘皮的影响及改善
B1色漆湿膜流平不充分,漆膜表面形成褶皱,导致漆膜表面粗糙,产生橘皮缺陷。可以通过延长B1湿膜的闪干时间,调整B1油漆的配方,控制油漆的黏度、输调漆系统的温度及喷漆室的温湿度等措施,使B1色漆湿膜充分流平。
3.3.2 B2油漆湿膜流平不充分对面漆橘皮的影响及改善
B2色漆湿膜流平不充分,漆膜表面形成褶皱,导致漆膜表面粗糙,产生橘皮缺陷。可以通过延长B2湿膜的闪干时间,调整B2油漆的配方,控制油漆的黏度、输调漆系统的温度及喷漆室的温湿度等措施,使B2色漆湿膜充分流平。
3.3.3 清漆湿膜流平不充分对面漆橘皮的影响及改善
清漆湿膜流平不充分,漆膜表面形成褶皱,导致漆膜表面粗糙,产生橘皮缺陷。清漆的流平效果直接影响橘皮指标中的长波数值,清漆湿膜流平效果越差长波数值越偏大。可以通过延长清漆湿膜的闪干时间,增加清漆流平助剂,控制清漆的油漆黏度、输调漆系统的温度、喷漆室的温湿度及热闪干后车身的温度等措施,使清漆湿膜充分流平。
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3.4 漆膜烘干速率对面漆橘皮的影响及改善

3.4.1水性漆预烘干升温速率对面漆橘皮的影响及改善

水性漆预烘干升温速率过快导致形成面漆橘皮缺陷。在保证湿膜脱水率的前提下(脱水率一般要求≥85%),尽量降低升温区的设定温度,从而降低实际的升温速率,保证油漆湿膜充分流平以及水分均匀挥发;增加冷却风循环量,使车体表面温度降至30℃及以下,尽量缩小下一步喷涂清漆时的油漆温度、车体温度和环境温度的温差。
3.4.2 面漆烤箱升温速率对面漆橘皮的影响及改善
面漆烤箱升温速率过快导致形成面漆橘皮缺陷。在保证面漆漆膜烘烤时满足对应油漆的固化窗口,使其充分固化的前提下,尽量降低升温区设定温度,从而降低实际的升温速率,保证面漆烤箱的升温速率尽量平缓,升温区的时间应控制在7 min左右为佳,使湿膜中溶剂均匀地挥发,从而使漆膜在完全固化前充分流平。
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3.5 其他喷涂施工参数对面漆橘皮的影响及改善

3.5.1 涂装打磨对面漆橘度的影响及改善
保证喷漆系统环境的洁净度,减少灰尘颗粒,减少打磨频次;喷漆前的车身存储区采取封闭处理,减少灰尘散落到车身上的概率;对电泳涂层尽量采用选择性的点打磨方式,以避免漆膜表面被破坏,导致形成面漆橘皮缺陷。
3.5.2 喷涂时产生的漆雾对面漆橘度的影响及改善
在油漆喷涂施工时应尽量避免过喷和漆雾的飞扬,减少内腔喷涂的次数,防止漆雾飞扬至车身表面引起漆膜橘皮缺陷。
3.5.3 机器人喷涂参数对面漆橘皮的影响及改善
车身喷涂清漆时,自动静电喷涂系统应采用70~90 kV电压、40000-50000r/min的旋杯转速,这样才能达到最佳雾化效果;同时应在不产生流挂的情况下尽量多喷,这样可以大幅减少面漆橘皮,尤其对垂直面橘皮改善效果更佳。
3.5.4 生产线的连续性对面漆橘皮的影响及改善
B1B2水性漆集成喷涂工艺采用的是“湿碰湿”喷涂工艺,生产过程的连续性是至关重要的,断断续续的停线生产会造成漆膜干燥程度的不一致,容易引起橘皮,因此保证输送系统的稳定可靠,防止漏喷、误喷和停机等现象的出现是十分重要的。B1B2水性漆集成喷涂工艺正常的连续生产可有效减少面漆橘皮缺陷的发生频率。
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0结语

根据对汽车车身漆面橘皮缺陷的深入分析汇总,明确该缺陷产生的主要因素是车身电泳底材粗糙、油漆分层膜厚不均匀、油漆湿膜流平不充分和油漆漆膜烘干速率过快等。通过在生产现场采取提高车身电泳底材粗糙度、优化油漆分层膜厚、延长油漆湿膜流平时间和调整油漆漆膜烘干速率等措施,明显改善了涂装面漆涂层橘皮缺陷,有效提升了汽车车身涂装的外观质量。