水性漆“针孔”问题分析与对策.docVIP

、 水性漆“针孔”问题分析与对策 一、现象描述 ????????车身涂 装工艺为：前处理、电泳→烘干→打磨→人工喷涂水性中涂→机器人喷涂水性中涂→烘干→湿打磨→擦净→人工喷涂水性色漆→机器人喷涂水性色漆→预烘干→人工 喷涂清漆→机器人喷涂清漆→烘干→涂膜检验→涂膜修整。在涂膜检验工序发现车身门框、车门交链及下边梁门槛处涂膜有大量针孔（见图1），发生概率约 30%。 二、原因分析 ????????2.1针孔出现位置分析 ????????为分析产生针孔的原因，实验对涂膜缺陷发生的位置进行了剖面分析，部面图见图2。得出结论为：涂膜缺陷发生的位置无污染物，是由于清漆层被空气顶出而形成的空气针孔。 ????????2.2针孔形成原因分析 ????????水性色 漆采用纯水作为稀释剂，水在喷涂后不容易挥发，没有挥发的水在100℃的情况下会出现沸腾，所以在高温下会出现大面积的针孔等缺陷。为保证水性涂料的涂膜 质量，需增加预烘系统，让涂层中的水分在50～90℃的温度下温和、充分挥发。一般而言，水性涂料在进行下一道喷涂工序或进入高温烘炉之前，其脱水率应达 到80％～90％，而色漆的脱水率要求≥85％。 ????????2.3预烘干工艺 ????????预烘干工艺分为2段烘烤。第1段为60℃下烘烤2min，第2段为80℃下烘烤1min。采用天燃气加热，热风循环加热方式。 ????????2.4针孔位置脱水率的测定 ????????2.4.1脱水率的测定方法 ????????（a）试验设备及用品 ????????分析天平：精确到0.0001g；铝箔纸：200mm×100mm；高温胶带；镊子；酒精；鼓风恒温干燥箱：可满足（0～200）℃范围烘烤，温度可调，温控精度不超过±1℃。 ????????（b）试验步骤 ????????将铝箔 纸用酒精擦拭干净，放入80℃的烘烤箱内，干燥15～20min，取出后在干燥器内使其冷却至室温。称量洁净干燥的铝箔纸质量，称得质量G1。在现场喷涂 待测样品前，将铝箔纸用耐高温胶带粘贴在针孔发生的车身部位，然后进行喷涂。在现场预烘干设备内进行预烘干处理，取下喷有待测样品的铝箔纸进行称量，得质 量G2。将喷有待测样品的铝箔纸放入140℃的烘烤箱内，烘烤20min，取出铝箔纸移至干燥器内，干燥15～20min，进行称量，称得质量G3。 ????????（c）计算 ????????水性漆脱水率M按式（1）计算。 ????????2.4.2针孔位置脱水率试验结果 ????????表1为不同位置色漆的脱水率。 ????????由表1 数据可知，门框、车门交链、下边梁门槛处水性色漆脱水率远低于色漆脱水率≥85％的要求。再通过实验室针孔剖面图加以佐证，分析产生色漆针孔的主要原因是 因为车身局部位置特殊，受热温度较车身外表面低，水性色漆预烘干后，没有达到脱水率的要求，在高温下水性色漆涂膜中残留的水分剧烈逸出，清漆涂层被顶破， 造成涂膜表面出现大面积针孔。 三、措施与效果 ????????3.1提高预烘干温度 ????????将第1 段预烘干温度由之前的60℃提高至80℃，第2段预烘干保持80℃不变，可较好解决局部针孔问题。但此问题出现在两个不同的生产基地，1号生产基地预烘干 设备可以升温至80℃，2号生产基地预烘干设备因设备老化及送热效率不足，一段预烘干不具备升温能力。强行把第2段预烘干升温至90℃后，不仅没有解决针 孔缩孔问题，还因为色漆预烘干后涂膜表面温度过高（经强冷后，涂膜表面温度要求≤30℃，实际涂膜表面达到了35℃），喷涂清漆后，涂膜目视外观质量下 降，故盲目提升第2段预烘干温度的方式不可取，需采用其他方式解决此问题。 ????????3.2降低生产节拍 ????????减慢生 产节拍可以延长预烘干的烘烤时间，第1段预烘干由之前的60℃下烘烤2min增加至3min，第2段预烘干由之前的80℃下烘烤1min增加至 15min，针孔现象也得到了控制，但降低了车间的产量，只能作为临时措施实施，需要采取其他措施，从根本上解决问题。 ????????3.3增加车门开门角度 ????????不同位置不同开门角度的色漆脱水率见表2。 ????????从表2 可知，用电泳的车门限位器将车门由之前的开门角度5°增加至15°，提高了水性色漆的脱水率，且消除了大面积针孔的现象，但增加开门角度，会导致整个车门 与旋杯的喷涂角度不垂直，喷涂膜厚不均匀，尤其是银色漆铝粉排布不规则，影响了涂膜外观质量；开门角度大，旋杯喷涂边缘静电效应较明显，使门边色漆上漆率 增加，引起了色漆边角流挂和肥边的现象，故增加车门开门角度方式不适用于此问题的解决。 ? ???????