汽车涂装工艺教学资料.doc

浙江汽车工程学院zhejiang automotive engineering institute 汽车涂装工艺根据马汝成教授2009年11月21日在浙江汽车工程学院授课的录音资料整理马汝成教授简介马汝成，浙江汽车工程学院特聘教授；现任机械工业第九设计研究院副总工程师，研究员级高级工程师。兼任中国汽车工程学会特聘专家、涂装分会常务理事、中国汽车工业科学技术进步奖评委、机械工业优秀工程勘察设计奖评委、一汽集团公司高级专家、享受国务院政府特殊津贴。一直从事涂装工艺设计与研究、综合项目主师设计工作。先后主持和参加了150多项国家大中型汽车工厂设计任务：一汽大众15万辆及换型扩产30万辆轿车，一汽大众二轿车厂，一汽中重型卡车，哈飞20万辆轿车，昌铃10万辆汽车，厦门金龙2000辆中高档大客车，天津一汽丰田新花冠等。在技术管理中，参与制定和主持了100余项大中型工厂工艺设计方案审查工作，开发了汽车工厂涂装车间设计手册、涂装设备订货任务书、轿车水性漆涂装专用设备设计工艺要求等10余项科技进步课题。曾荣获国家和机械工业、汽车工业、一汽集团科技进步奖和优秀工程设计奖16项，获第六批“全国工程勘察设计大师”称号；撰写并在全国范围内发表了20多篇论文。目 录汽车涂装工艺1-57 第一章 概述3-6 第二章 涂装工艺7-21第三章 涂装设备22-34第四章 涂装车间的工艺平面布置35-37第五章 涂装车间的洁净要求38第六章 涂装车间的环保39-40第七章 涂装车间的节能41-45第八章 我国轿车涂装工艺技术现状46第九章 轿车车身涂装工艺技术发展动态及方向47-55第十章 涂装车间工厂规划基础56-57第一章 概述一、涂装基本概念（一）涂装基本概念1、涂装：涂装是将涂料涂在物体（物品）表面经过干燥成膜的工艺过程。2.涂装的功能：（1）涂装的功能：涂装的功能是保护作用、装饰作用和特种功能。（2）防腐蚀功能指标：上世纪90年代以前汽车涂装重点研究的是防腐性，90年代以后重点研究的是装饰性。德国大众防腐蚀功能指标是3年无表面锈蚀，12年无穿孔锈蚀；美国防腐蚀功能指标是8年无结构锈蚀。3.涂料的组成：涂料也称油漆，由颜料、树脂、溶剂、及添加剂等组成。（1） 颜料：颜料不溶于水、油、溶剂，其作用是使涂层具有一定颜色、强韧性及耐久性，如锌铬酸盐、铝片、云母等。（2） 树脂：树脂是涂膜的主要成分，决定漆膜的性能，如环氧树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂等。（3） 溶剂：溶剂是用来溶解树脂、油脂，将涂料稀释到涂装的粘度的，常用的溶剂包括醇类、酯类、醚类、酮类、烃类物质。（4） 添加剂：添加剂具有专用用途，如染料、杀菌剂、防锈剂、防火剂、干燥剂、消光剂等。4.涂料种类：涂料的种类有溶剂型漆（油漆）、水性漆、粉末涂料和特种 贴膜。5.涂装的三要素：涂装的三要素是指涂装材料、涂装工艺和涂装管理。6.涂装车间（又称油漆车间）：涂装车间是指将涂料涂于被涂物上，制成满足规定质量要求产品的施工场所。二、汽车涂装的特点（一）汽车涂装的特点：1.高级保护性涂装：高级保护性涂装的特点是强调防腐蚀性及耐候性；2.中、高级装饰性涂装：中、高级装饰性涂装的特点是强调色彩、光泽、鲜映性和丰满度；3.典型的工业涂装：最典型的工业涂装的特点是大批量、高节奏和自动化；4.多层涂装：多层涂装的特点是对底漆层、中涂层、面漆层（多次面漆层）分别加以控制；三、汽车涂装的分类（一）汽车涂装的分类： 汽车涂装产品涂层分类表 表2-1序号涂层分类名称涂装产品名称1车外上部涂层1.1高级装饰涂层高级轿车车身1.2中级装饰涂层普通轿车、吉普车、轿货车等1.3一般装饰涂层普通客车、轻型车及卡车驾驶室、覆盖件等1.4外部非金属件装饰涂层塑料保险杠、塑料车轮罩盖、塑料装饰条等1.5外部防护装饰黑涂层保险杠、雨刮器、后视镜壳体及支架、外露脚踏板等1.6重级防护一般装饰涂层轿货车箱、出口轻型车车箱及卡车车箱等1.7中级防护一般装饰涂层轻型车车箱、卡车车箱、轿车油箱等 汽车涂装产品涂层分类表 续表2-1序号涂层分类名称涂装产品名称1.8轻级防护一般装饰涂层 翻斗车车箱、改装车车箱等 2车外底部涂层 2.1重级防护底部涂层 高级轿车车轮、弹簧、托架等、副车架等 2.2中级防护底部涂层 普通轿车车轮、弹簧、托架、制动系统零件等 2.3中级防护底部涂层 轻中重型卡车、客车的车架、车轮、底盘零件等 2.5 轻级防护底部涂层 车桥总成、传动轴、制动系统零件、减振器等 3车内件涂层 3.1重级防护内部涂层 高档发动机、变速箱等 3.2中级防护内部涂层 一般发动机、变速箱等 3.3轻级防护内部涂层 非外露铸锻件、毛坯及中厚板件半成品等 3.4车身内部非金属件涂层 仪表板、杂物盒、烟灰缸、装饰条等塑料件 4特种涂层 4.1耐酸涂层蓄电池箱及托架等4.2耐热涂层消声器、进排气管、缸盖等零件4.3防声、绝热、抗磨、耐冲击涂层 车体下表面及顶棚内表面 四、涂层标准汽车涂装常用的涂层标准是机械部颁发的汽车涂装涂层qc/t484-1999标准以及国内各汽车集团依据此标准编制的自己的企业标准。以下为一些常用涂装标准的案例：（一）常用涂装标准：1.涂层技术要求：汽车涂装工艺涂层技术要求（高级轿车车身）序号涂层名称产品名称涂层主要质量技术要求1高级装饰涂层高级轿车车身1.漆膜外观：平整光滑，无漆膜缺陷；光泽、鲜映性。2.漆膜厚度：本色漆110m；金属漆120m。3.机械性能： 铅笔硬度、附着力 、冲击强度 、抗擦伤性、 抗石击性 。4.耐化学品性能： 。5.耐汽油性： 。6.耐机油性： 。7.耐盐雾腐蚀性：底漆层 840h。8.耐湿热性：500h漆膜无变化。9.耐温变性： 。10.人工老化： 。11.耐候性：海南或广州曝晒24个月后，漆膜无龟裂、起泡、剥落和明显褪色，失光率10。在南方地区使用8年不允许严重失光和变色。 2.涂层防腐蚀性标准：涂层防腐蚀性是指涂层的抗腐蚀介质破坏的能力。涂层防腐蚀等级评定指标汇总表序号防腐蚀等级评定指标试验方法1高级防护底部涂层漆膜耐盐雾腐蚀试验1008hgb/t1771y060062高级装饰涂层、中级装饰涂层、高级防护底部涂层漆膜耐盐雾腐蚀试验840hgb/t1771y060063.涂层耐侯性标准：涂层耐候性是指涂层的抗大气环境作用的能力。涂层耐候性等级评定指标汇总表序号防腐蚀等级评定指标试验方法1高级防护底部涂层漆膜耐盐雾腐蚀试验1008hgb/t1771y060062高级装饰涂层、中级装饰涂层、高级防护底部涂层漆膜耐盐雾腐蚀试验840hgb/t1771y060064.涂层耐侯性标准：涂层耐候性是指涂层的抗大气环境作用的能力。涂层耐候性等级评定指标汇总表序号耐侯性等级 评 定 指 标试验方法1高级装饰涂层人工老化试验1440h后漆膜失光率30，抛光后漆膜失光率10。海南或广州曝晒24个月后漆膜失光率10。 gb/t1865gb/t9276第二章 涂装工艺一、前处理工艺（一）前处理工艺的定义、处理方式及组成：1.定义：前处理工艺是指漆前表面前处理工艺又称预处理工艺。2.处理方式：前处理工艺常用的处理方式为喷淋或浸渍，浸渍包括全浸及半浸。3.组成：前处理工艺一般由脱脂、表调、磷化、钝化、水洗、纯水洗等工序组成，其中主要工序为脱脂、表调、磷化及钝化处理。 （1）脱脂处理：脱脂的作用是使工件表面无油，有利于涂层附着在工件上。其机理是皂化、乳化、分散溶解和机械作用等。工件表面的油脂包括除动植物油脂和中性矿物油脂。动植物油脂是利用强碱性清洗剂与动植物油进行皂化反应，使其溶解分散在清洗液中脱离工件表面。中性矿物油脂是依靠乳化的方式将油脂包围分割成细小的油滴而分散（乳化）到清洗液中脱离工件表面。脱脂处理常需要控制的工艺参数是脱脂时间、脱脂温度和含油量。一般喷淋方式脱脂时间控制在(12)min，浸渍方式脱脂时间控制在(25)min；脱脂温度控制在5565。脱脂处理需要通过油水分离装置或倒槽的方法来控制槽液的含油量，一般含油量控制在不超过4g/l（3000ppm）。（2）表调处理：表调的作用是是改变金属表面的微观状态，使磷化过程中形成结晶细小、均匀、致密的磷化膜。表调液的主要成分是磷酸钛盐。表调的原理如图2-1所示，表调的主要成分磷酸钛盐对金属表面有极强的吸附作用，在基板表面形成多数的微细表调成分（晶核），作为磷化反应的结晶原点，促使磷化形成均匀的磷酸盐结晶，增加结晶核数，限制大晶体生长，使磷化膜细化和致密，促进了磷化膜的微细化，缩短了磷化时间，降低了膜厚。磷化膜结晶表面调整成分图2-1 表调作用原理图表调处理常需要控制的工艺参数是表调总碱度、表调时间和表调温度。表调的总碱度一般控制在（1.54）pt，表调的时间一般控制在(0.51)min；表调的温度一般控制在40以下。（3）磷化处理：磷化处理是指磷化剂与脱脂后的金属表面反应，在金属表面析出磷化膜结晶，在金属层生根形成磷化膜的过程，磷化膜要求均匀、致密。磷化膜的结晶成份为zn2fe(po4)34h2o和zn3(po4)24h2o。磷化的作用是提高金属工件耐蚀性，提高涂层与金属附着力。常用耐碱性及p比来衡量磷化膜的质量。磷酸二锌铁zn2fe(po4)3.4h2o的结晶含量称为p，磷酸锌zn3(po4)2.4h2o的结晶含量称为h，两种磷酸盐结晶的含量之比称为p比，即p比p/p+h。p比高则磷化膜耐碱性好。阴极电泳时工件表面形成强碱性层， ph值升高可达到12以上。磷酸锌结晶在此ph值下被溶解；磷酸二锌铁不溶解。磷化膜的p比越大溶解越少。一般磷化膜的质量标准为耐碱性ph值12；p比0.9。磷化处理常需要控制的工艺参数是总酸度、游离酸度、促进剂含量、磷化时间和磷化温度及含渣量。一般磷化的总酸度控制在（1624）pt；游离酸度控制在（0.61.0）pt；促进剂含量控制在（45.5）pt；磷化时间控制在2min3min；磷化温度控制在4555；含渣量控制在0.5 g/l。磷化渣的主要成份为fe3(po4)2），一般常选用产渣量小于3g/m2的磷化液。（4）钝化处理：l 钝化处理是指由于磷化膜结晶之间存在缝隙，用强氧化剂与磷化膜结晶反应对其缝隙进行封闭的过程。通常采用的氧化剂是铬酸和无铬钝化剂。钝化的作用是改善磷化膜与电泳涂膜的配套性，提高磷化膜的耐腐蚀性、附着力和抗石击能力。l 磷化膜中磷酸锌结晶含量较高的、p比较低的，应采用钝化工艺。 l 钝化处理常需要控制的的工艺参数是钝化时间和钝化温度。钝化时间一般控制在(0.51)min。钝化温度控制在室温40。（二）前处理工艺流程:下面以轿车车身涂装为例说明前处理工艺流程。见下表2-1及下图2-2。 前处理工艺流程表 表2-1序号工序名称处理方式时间(min)温度()1热水洗喷0.55052预脱脂喷0.56053脱脂喷浸喷360541水洗喷0.5rt52水洗浸喷浸入即出rt6表调浸浸入即出rt407磷化浸喷345583水洗喷0.5rt94水洗浸喷浸入即出rt10钝化浸浸入即出rt11循环di水洗浸喷浸入即出rt12新鲜di水洗喷0.25rt图2-2 前处理工艺流程示意图（三）前处理工艺的进步：前处理工艺的进步主要体现在以下几个方面：开发采用不含有害物的环保型前处理药剂，如无p、n型脱脂剂 。开发采用长效的表面调整剂。 开发采用无ni、no2磷化液，低温少渣型磷化液。 采用无铬钝化工艺。 强化和开发节水和回收前处理用水的技术措施。采用两次热水洗工序。采用两次预脱脂工序。二、电泳涂装工艺（一）电泳涂装的定义、分类、原理、特点及优点：1.电泳涂装的定义：电泳涂装是将工件作为一个电极，与一相反电极同时浸入电泳涂料中，在电场的作用下，涂料离解成带电粒子，与工件带电相反的涂料粒子泳到工件表面上，形成均匀的涂膜的过程。2.电泳涂装的分类：电泳涂装有阳极电泳涂装和阴极电泳涂装两种方式。阳极电泳涂装是指涂料粒子带负电荷，工件作为阳极的涂装方式。阴极电泳涂装是指涂料粒子带正电荷，工件作为阴极的涂装方式。3.电泳涂装的原理及特点：在整个电泳过程中伴随着电解、电泳、电沉积、电渗四种电化学物理现象。电解是指电泳过程中水发生电解的过程。电泳是指在电场的作用下涂料离解成带电涂料粒子，向工件泳动的过程。电沉积是指涂料粒子在工件上的析出沉积形成电泳膜的过程。电渗是指在电场的持续作用下，电泳膜内的水分渗出，使涂膜脱水的过程。轿车车身底漆涂装采用阴极电泳工艺，阴极电泳工件在电泳槽中为负极，在电场作用下，表面产生氢氧根阴离子，阳离子型涂料聚集到工件表面与氢氧根反应沉积在工件表面形成电泳膜。在阴极电泳过程中，阴极电泳与磷化膜的配套性尤为重要。因为在阴极电泳过程中，工件的周围聚集大量的oh-离子，使工件表面的ph值大于12，显示强碱性（如下图2-3所示）；磷化膜必须能够抵抗强碱性腐蚀，才不会被溶解，保证磷化膜完好地涂上电泳涂层。 阴极-工件阳极阴极电泳涂料+电流ohoh图2-3 阴极电泳过程示意图4.电泳涂装的特性：电泳涂装法的一个主要特性是环抱涂装性，使汽车车身内外表面都能涂上漆。对这一特性的评价是泳透力。5.电泳涂装的优点：电泳涂装法的优点主要有以下几点： 能实现自动化涂装，适应大量流水线生产。具有较高泳透力，使车身内腔和缝隙能涂上漆，防锈性能优异。涂膜均匀，能控制涂膜的厚度。涂料利用率高，在采用超滤的场合可达95以上。涂装公害小，无火灾危险。电泳涂膜的耐腐蚀（盐雾）性和耐潮湿性优良，提高汽车车身的使用寿命。（二）电泳涂装的主要工艺参数：1.固体份：固体份是指电泳涂料的不挥发部分。一般槽液的固体份控制在（191）。2.有机溶剂含量：有机溶剂含量是指提高涂料水溶性和槽液稳定性添加的有机溶剂。一般槽液的有机溶剂含量控制在4左右。3.工作电压：工作电压是指能获得规定合格涂膜厚度的电压。4.破坏电压：破坏电压是指超出工作电压上限，使涂膜炸裂、绝缘被破坏的电压。5.临界电压：临界电压是指低于工作电压下限，几乎涂泳不上漆膜的电压。6.ph值：原漆和槽液呈酸性，一般槽液的ph值保持在5.86.7之间。7.库伦效率：库仑效率是表示涂膜生长难易程度的目标值，阴极电泳涂料的库仑效率应大于30mg/c。8.泳透力：泳透力是指使背离电极的被涂物表面涂上漆的能力。9.槽液的更新周期：消耗电泳涂料累计使用量达到初始配槽所用涂料量时称为一个更新周期。一般为（68）周。10.电泳时间：电泳的时间一般控制在（24）min。11.槽液温度：槽液温度一般控制在（291）。（三）电泳涂装的涂料：电泳涂装的涂料分为阳极电泳漆和阴极电泳漆。阳极电泳漆常用的有酚醛树脂、聚丁二烯树脂阳极电泳漆。阴极电泳漆常用的有环氧树脂、聚氨树脂阴极电泳漆。（四）电泳涂装的主要辅助装置：1.超滤（uf）装置：超滤的作用是通过超率膜渗透（过滤）电泳漆中水和小分子，回收电泳涂料，控制金属离子含量，提供电泳后冲洗用的超滤液。可使电泳漆的回收率达95以上。2.反渗透（ro）装置：反渗透的作用是与超滤（uf）装置结合提供电泳后冲洗清洗液来代替di水，并回收电泳涂料。与超滤（uf）装置结合可使电泳漆的回收率达99以上。3.超滤和反渗透的原理：超滤和反渗透的原理如下图2-4所示：超滤原理反渗透原理 图2-4 超滤(uf)和反渗透（ro）的原理图（五）电泳涂装工艺流程：以轿车车身涂装为例说明阴极电泳涂装的工艺流程，见下表2-2： 轿车车身阴极电泳涂装的工艺流程 表2-2序号工序名称处理方式时间(min)温度()1阴极电泳（含0#uf液洗）浸喷329121uf液洗喷0.5rt32uf液洗浸喷浸入即出rt4新鲜uf液洗喷0.25rt5循环di水洗浸喷浸入即出rt6新鲜di水洗喷0.25rt沥液7电泳烘干热风循环30车身1701808强冷强制冷却车身50三、密封、粘接及车底防护工艺（一）密封工艺：密封工艺是指在驾驶室、发动机室和盖、行李箱和盖、车门等板金结合部位涂密封胶的过程，可以使汽车具有很好的密封、防锈、耐久和舒适性。如下图2-5、图2-6、图2-7所示：图2-5 高工位密封胶工位 图2-6 前底板与中地板的底部密封图2-7 前围与前地板的底部密封（二）粘接工艺：粘接是指在发动机盖、行李箱盖内表面板和加强筋部位涂粘接剂。（三）车底防护工艺：车底防护工艺是指在车底喷涂防石击、防声和隔热涂料。部位包括：轮罩下表面、车地板下表面、门槛底部等。如下图2-8所示：图2-8 车底涂料自动喷涂工位（四）防声、防震垫粘贴工艺：将防声及防震垫粘贴在驾驶室内部地板上可以起到整车隔音降噪的作用。（五）密封、车底防护、防声及防震用工艺材料：密封及车底防护用涂料由pvc（聚氯乙烯）树脂、增塑剂、填充料、附着力增强剂组成。防声、防震垫是以沥青为主要成分制成的板状成型件。（六）密封、车底防护工艺的进步：1.工艺材料的进步：车身密封和车底涂装材料逐步轻量化。采用较低密度的pvc树脂填料，每台车可减轻重量12kg。2.工艺装备的进步：采用自动翻转机械化设备运输和用机器人喷涂，使车身底部朝上，方便喷车底，保证防护质量。如下图2-9所示：图2-9 自动翻转机及密封胶喷涂机器人3.工艺流程的进步：密封及车底防护工艺取消胶烘干工序，降低了设备投资及生产运行能耗，大大降低了涂装制造成本。四、中涂和面漆涂装工艺（一）中涂和面漆的作用：1.中涂的作用：中涂具有提高电泳底漆与面漆间附着结合力的能力；增强涂层耐崩裂性、耐候性、面漆遮盖性；提高涂层抗紫外光能力、抗石击能力；增强涂层外观装饰性的作用。2.面漆的作用：面漆涂装的作用是保证车身外观装饰和保护性。装饰是使车身具有色彩、光泽、丰满度、鲜映性。保护是使车身具有保色性、耐候性、耐酸雨性、抗划伤性等。（二）中涂和面漆的厚度：1.中涂的厚度：中涂层的干膜厚度为（3040）m。2.面漆的厚度：汽车面漆的颜色一般可分为本色和金属闪光色（金属闪光色和珠光色）两大类。本色系也叫单色面漆，金属闪光色系是指金属底色漆清漆，珠光色系是指珠光封底层珠光底色漆清漆。本色面漆及清漆涂层的干膜厚度为（405）m。金属闪光底色漆涂层的干膜厚度为（1520）m；高固体份金属闪光底色漆涂层的干膜厚度（2030）m。珠光底色漆涂层的干膜厚度为（2030）m。珠光封底层的干膜厚度为（2040）m（封底色一般为白色和灰系列）。（三）中涂和面漆生产线的组成：中涂和面漆生产线一般由擦净间、喷漆室、晾干室、烘干室和强冷室等组成。（四）中涂和面漆工艺流程：中涂和面漆的工艺流程基本一致，以轿车车身涂装为例说明中涂（面漆）涂装工艺流程，见下表2-3： 轿车车身中涂（面漆）的工艺流程 表2-3序号工序名称处理方式时间(min)温度()1擦净手工或自动202手工喷涂bc手工203自动喷涂bc自动204检查补喷bc手工205晾干56手工喷涂cc手工207自动喷涂cc自动208检查补喷cc手工209晾干510面漆烘干热风循环30车身13014011强冷强制冷却车身50缓冲（五）中涂和面漆用工艺材料：中涂涂料主要有聚酯树脂中涂、聚氨酯树脂中涂。面漆涂料主要有三聚氰胺、聚氨酯、丙烯酸树脂面漆。轿车用面漆按其外观装饰性和膜质量采用高级装饰性、优质装饰性两类面漆。（六）中涂和面漆的喷涂方法：1.中涂和面漆的喷涂方法：中涂和面漆一般采用手工喷涂或手工喷涂与自动喷涂相结合的方法。自动喷涂有机器人喷涂和往复式自动喷涂机喷涂。最新的喷涂方法是采用喷漆机器人替代往复式自动涂装机喷涂。无论是手工还是自动喷涂一般有空气喷涂法和静电喷涂法两种方式。自动静电喷涂法是目前汽车涂装普遍采用的喷涂方法。自动静电喷涂有以下优点：装饰性好，质量稳定。 涂着效率高，节省涂料。自动静电喷涂机（往复机/机器人）涂着效率可达到90以上。 节能省力，环保效果好。与手工喷涂比较空调供风量可减少一半。 显著提高车身涂装的生产效率。一次喷涂膜厚达（3540）m。2.静电喷涂金属闪光底色涂料的喷涂方法：金属闪光色涂膜中含有铝粉片的金属闪光色涂料，铝粉片分散在涂膜的中、下层部，发出独特的光泽。自动静电喷涂金属闪光底色涂料分两遍喷涂，第一遍膜厚（1012）m，确保金属铝粉片分散和排列；第二遍膜厚（58）m，调整金属铝粉片排列，保证金属感。喷涂方式有以下两种： 采用自动静电旋杯和空气雾化静电喷枪。第一遍采用自动静电旋杯，第二遍采用空气雾化静电喷枪。 两遍喷涂都采用自动静电旋杯。两遍之间间隔时间（11.5）min。底色喷涂后晾干（35）min再罩清漆。（七）中涂和面漆涂装工艺的进步：中涂和面漆涂装工艺的进步主要体现在以下几点： 采用高固体份中涂漆、水性中涂漆和粉末中涂涂料。 采用水性底色漆（本色和金属)和清漆、粉末底色涂料（本色和金属)和透明涂料。 为节能简化工艺采用3c1b涂装工艺。即：“中涂底色漆罩光清漆”湿碰湿喷涂，一同烘干。 免中涂涂装工艺。 开发功能性和装饰性更好的汽车面漆。比如开发具有耐磨、耐擦伤和刮伤、耐酸雨、耐鸟粪等的面漆。五、涂料的烘干工艺：涂料在烘干时，树脂发生聚合交联反应，不同涂料都有各自最佳固化成膜烘干条件，主要的烘干条件是烘干温度和烘干时间。烘干时间为30min（或金属达到温度保温20min）。电泳漆烘干温度为（160180）（金属温度）；中涂漆和面漆烘干温度为（130140）（金属温度）。下图2-10、图2-11、图2-12分别是某电泳涂料的烘干窗口（表示温度与时间的关系）、烘干窗口和烘干温度时间曲线示意图以及烘干温度时间曲线图。 图2-10 电泳涂料的烘干窗口图2-11 烘干窗口和烘干温度时间曲线示意图图2-11 烘干温度时间曲线图六、水性漆工艺：中涂和面漆采用水性漆涂料和设备施工称为水性漆涂装工艺，水性漆工艺采用的罩光漆主要还是溶剂型清漆。即水性中涂漆+水性底色漆+双组份（2k）溶剂型罩光漆。（一）水性漆的产品特性：水性漆产品特性举例见下表2-4。 水性漆产品特性 表2-4序号项目水性底色漆双组份罩光漆主漆料固化剂1固体份（） 15(金属漆) 25(本色漆)4518012闪点() 55 21 213ph值7.58.54稀释剂脱离子水有机溶剂（二）水性漆的施工和存储：水性漆施工的环境温度为 2026，相对湿度为 655。水性漆材料的存储环境温度为2023。如果环境相对湿度达到75时，允许环境温度到28。（三）水性漆的工艺要求：水性漆施工要求保证涂装设备防腐蚀。喷底色漆后残余水份需要蒸发，水份含量要求小于10%。底色漆和罩光漆之间增加了中间烘干(闪干）和冷却工序来实现水份的蒸发。中间烘干工艺温度为7010，冷却车身温度为小于35。另一种残余水份的蒸发工艺，采用干空气晾干，干空气湿度为小于2，温度为3540。（四）水性漆工艺的消防：水性漆工艺的消防主要是针对罩光漆，消防主要是co2灭火系统和水喷淋消防系统。欧洲水性罩光漆涂装线大都使用水喷淋灭火系统消防。co2灭火系统一旦泄漏会使人窒息，控制要求较高。水喷淋灭火系统对人体无害。灭火时人可以进入协助，且系统造价较低。（五）不同工艺有机溶剂(voc)排放量的比较： 不同工艺有机溶剂（voc）排放的比较 表2-5序号 项目底漆中涂漆面漆底色漆面漆罩光漆voc排放量（g/m2） 1工艺1 ced溶剂型溶剂型1k77 2工艺2 ced溶剂型水性2k40 3工艺3 ced水性水性2k34 4工艺4 ced水性水性水性28 5工艺5 ced粉末水性粉末20七、cpu供货方式：cpu供货方式是目前国际汽车涂装生产的发展趋势。该种供货方式的优点是避免了汽车厂自己采购并管理带来的问题，如：产品质量、材料质量、材料成本、管理成本等。由供应商全权负责涂装产品质量。这样做即保证了产品质量，又减少了这方面的管理费用。通常的付款方式是汽车厂只为喷涂合格的车身支付材料的费用，依据材料的使用数据，汽车厂为供应商交货的材料付款。第三章 涂装设备一、前处理设备：（一）前处理设备：前处理设备的生产方式有连续式和间歇式两种（见下图3-1）。以汽车车身为例，生产节拍在3.5min/台以上选用间歇式；生产节拍在3.5min/台以下选用连续式；工件外形结构简单的采用喷淋式处理；工件外形结构复杂的采用浸渍式处理。图3-1 前处理设备生产方式示意图下图3-2为连续式前处理生产线车身进入前处理设备浸槽的过程图片。图3-2 车身进入前处理设浸槽过程（二）前处理主要辅助设备：前处理的主要辅助设备有除铁粉装置（磁性分离和漩流分离）、油水分离器、磷化除渣装置等。1.除铁粉装置（磁性分离和漩液分离）：除铁粉装置（磁性分离和漩流分离）是用来将槽液中铁屑分离至槽液外的装置，该装置一般用在热水洗、预脱脂工位。造成电泳涂膜尘埃缺陷的灰尘87%为金属粉尘（焊渣、切削粉），在脱脂前的热水洗和预脱脂工序采用大流量冲洗倾斜的车身，配置清洗液除铁粉装置。可以明显减少车身电泳涂膜的不良件数。下图3-3为除铁粉装置原理图：图3-3 除铁粉装置原理图2.油水分离器：油水分离器是用来将槽液中油污分离至槽液外的装置，该装置一般用在热水洗、预脱脂及脱脂工位。下图3-4为油水分离器的原理图：图3-4 油水分离器原理图3.磷化除渣装置：磷化除渣装置是用来将磷化槽液中的磷化渣分离在槽液外的装置，该装置用在磷化工位。下图3-5为连续式斜板除渣系统原理图：图3-5 连续式斜板除渣系统原理图二、电泳设备：电泳设备由电泳槽（主槽和辅槽）、循环搅伴系统和过滤装置、直流电源、电极和极液循环系统、超滤装置（uf装置）、换热装置、备用槽和电泳涂装室组成。如下图3-4所示：图3-4 电泳设备组成图三、喷漆设备：（一）喷漆室设备的组成：喷漆室由动压室、静压室、喷漆操作区、漆雾水洗系统、供排风系统及漆泥处理系统组成。汽车涂装常用的喷漆室形式有水旋式和文丘里式两种（见下图3-5、图3-6、图3-7、图3-8）。图3-5 文丘里式喷漆室组成图 图3-6 水旋式喷漆室组成图 图3-7 现场喷漆室外观图图3-8 喷漆室的供排风（二）喷漆室各段的组成：中涂喷漆室是由擦净+手工喷中涂漆+自动喷中涂漆+检查+晾干5段组成；面漆喷漆室是由擦净+手工喷底色漆+自动喷底色漆+检查+晾干+手工喷罩光漆+自动喷罩光漆+检查+晾干10段组成（见下图3-9所示）。图3-9 喷漆室各段的组成四、烘干设备：烘干室由室体、燃烧器、换热器等组成。烘干室的加热方式有辐射加热和热风对流加热两种方式。烘干室的结构形式有直通式和桥式（ 型 ）两种形式，见下图3-10及图3-11。直通式型图3-10 烘干室的形式示意图图3-11 现场烘干室的外观图五、汽车车身静电喷涂设备：（一）往复式喷涂机：往复式喷涂机是由顶喷机和侧喷机、供漆系统（含计量、换色和清洗装置）、高压发生器、控制设备及有关安全设施等组成。往复式喷涂机适用生产链速为2m/min6m/min ；换色时间为815s。见下图3-12：图3-12 往复式喷涂机（二）喷漆机器人：喷漆机器人是由机体和臂膀、供漆系统（含计量、换色和清洗装置）、高压发生器、控制设备及有关安全设施等组成。喷漆机器人的优点是一次涂装效率高；适用多品种、柔性化生产；减少运行成本；节省涂料、压缩空气量及保洁费用。 喷漆机器人常用的有坐地式喷漆机器人和新型壁挂式喷漆机器人；新型壁挂式机器人的优点是节约能源，见下图3-13及图3-14。图3-13 坐地式喷漆机器人图3-14 新型壁挂式喷漆机器人六、机械化运输设备：（一）前处理、电泳机械化输送设备：前处理、电泳机械化设备类型：自行葫芦、推杆悬挂输送机、磨擦悬挂输送机、rodip输送机、摆杆输送机、多功能穿梭机、倒挂升降输送机等。1.rodip输送机：rodip输送机由德国杜尔公司开发，工件旋转角度达180度，rodip输送机较推杆悬挂输送机的优点是提高了工件的清洗及槽液浸润质量。见下图3-15：ro-dip运输机 图3-15 rodip输送机2.摆杆输送机：摆杆输送机由德国杜尔公司开发，摆杆链输送机较推杆悬挂输送机的优点是可以增大工件入槽角度。见下图3-16：图3-16 摆杆输送机3.多功能穿梭机：多功能穿梭机由德国eisenmann公司开发，工件的旋转角度可达360度，见下图3-17、图3-18：多功能穿梭机-滚浸vario-shuttle运输机图3-17 多功能穿梭机第一代多功能穿梭机-滚浸第三代多功能穿梭机图3-18 多功能穿梭机3.倒挂升降输送机：倒挂升降输送机见下图3-19：倒挂升降运输机此处填写课程名称：四号字/加粗/左对齐/行距：固定值20磅此处填写课程名称：四号字/加粗/左对齐/行距：固定值20磅此处填写课程名称：四号字/加粗/左对齐/行距：固定值20磅此处填写课程名称：四号字/加粗/左对齐/行距：固定值20磅此处填写课程名称：四号字/加粗/左对齐/行距：固定值20磅此处填写课程名称：四号字/加粗/左对齐/行距：固定值20磅此处填写课程名称：四号字/加粗/左对齐/行距：固定值20磅此处填写课程名称：四号字/加粗/左对齐/行距：固定值20磅 图3-19 倒挂升降输送机（二）喷车底防护涂料（pvc）和喷蜡输送设备：喷车底防护涂料（pvc）和喷蜡机械化设备类型有自行葫芦、推杆悬挂输送机、磨擦悬挂输送机、倒置滑橇、自动翻转喷胶输送机等。简图3-20、图3-21：图3-20 摩擦悬挂输送机图3-21 自动翻转喷胶输送机（三）中涂和面漆及检查返修工位输送设备：中涂和面漆及检查返修工位机械化输送设备类型有地面反向积放链、地面摩擦输送机和地面滑橇输送机。1.地面反向积放链：地面反向积放链见下图3-22：图3-22 地面反向积放链2.地面摩擦输送链：地面摩擦输送链见下图3-23：图3-23 地面摩擦输送链3.地面滑橇输送链：地面滑橇输送链见下图3-24：图3-24 地面滑橇输送链第四章 涂装车间的工艺平面布置一、工艺平面布置形式：（一）涂装车间鸟瞰图：（二）涂装车间区域化立、体化布置图：涂装车间工艺平面布置本着立体化、区域化的原则进行布置，来减少占地面积，明确工作区域。如下图4-1为某涂装车间的三层平面布置图，针对不同的作业内容进行了区域化布置，下图4-2为某涂装车间的立体化图：预留本色漆烘干室primer ovenagn胶烘干室中涂烘干室金属漆烘干室电泳烘干室前处理电泳预留本色漆烘干室primer ovenagn胶烘干室中涂烘干室金属漆烘干室电泳烘干室前处理电泳涂装车间三层涂装车间二层涂装车间一层图4-1 涂装车间各层平面区域化布置图图4-2 涂装车间立体化图（三）涂装工艺生产路线图：二、工艺平面布置的基本要求：工艺平面布置的基本要求有以下几点：1.物流合理：生产工件的物流要求运行路线短捷，避免交叉，减少升降和往返次数；各工序布置衔接准确，布置紧凑。各种材料、物料及废物的物流要求运输路线短，存放场地尽量靠近使用位置。2.立体化区域化布置：分层分区布置各种工艺设备及辅助设施。按照高洁净区（喷漆、烘干、强冷区）、洁净区（洁净间）、一般洁净区（手工操作间和工位）、其他区域（各种辅助间、送排风设备区等）布置。尽量将同种和同类设备布置在同一区域内。3.离线返修及质量抽检的设置：在每个工艺段(电泳、中涂、面漆等)设置离线返修工位；在pvc和面漆后边设置质量抽检（audit）工位；在电泳、中涂和面漆强冷室后边设置质量反馈检查工位。4. 设置必要的编组站及漆后缓冲：对每个工艺段(电泳、pvc、中涂、面漆)后边都设有缓冲线，保证工件班后或意外事故跑空；在面漆前设分线编组区。5. 车间保证微正压：保证喷漆区对其他区域保持微正压，其他区域对涂装厂房外界保持微正压。6. 设备选择方式：设备选择方式根据不同的工艺布置方案、产品档次及投资额度确定工艺设备。 如：欧美体系、日韩体系等。6. 土建及共用设施适应可靠：厂房全封闭，占地面积尽量小，高度尽量低；厂房内墙壁及地面光滑平整，涂不积尘、不起灰专用涂料；公用管线布线顺畅，互不干涉，安装维修方便；厂房内土建公用尽量减少水平面设施，并能保证擦拭方便。第五章 涂装车间的洁净要求一、车间分区微正压分布：全封闭厂房室内保持微正压，送风量大于排风量。通常涂装车间各区微正压分布为：高洁净区洁净区一般洁净区其他区域厂房外。从喷漆高洁净区至厂房室外，车间各个区域之间的微正压压差一般按照1020pa递减。二、车间洁净要求： 1.确保涂装现场环境的清洁和空气的净化： 保证各个区域的清洁度2.确保被涂物清洁无灰在电泳涂装、喷中涂和面漆前保证工件的清洁度。3.确保喷漆室和烘干室的清洁 保证送入喷漆室中的新鲜空气含尘颗粒直径5m，确保烘干室的清洁和循环热风无尘。4.对前处理设备、电泳设备、喷漆设备使用的水质进行控制：自来水水质的电导率200s/cm；纯水水质的电导率10s/cm；车身离开前