中大型客车车身涂装工艺的探讨

1、汽车工艺与材料AUTOMOBIL ETECHNOLO G Y&MATERIAL中大型客车车身涂装工艺的探讨王锡春第一汽车集团公司工艺研究所(130011随着我国国民经济的高速增长, 城市公交和长途公路运输得到高速发展, 对出租车、小公共汽车、豪华的旅游大客车等的需求日益增多。我国汽车工业过去几乎单一的以卡车生产为主, 而在近10多年中已转向客车(含轿车 为主的生产。客车发展速度很快,1991年为17. 6万辆,1995年38. 2万辆(占汽车总产量的26%左右 , 尽管1998年汽车总产量增幅不大, 可是大客车增幅高达30. 4%, 载货车占总产量的比重明显下降, 客车和轿车所占比重则

2、同时上升, 比重分别为39. 8%、28. 6%和31. 6%。结合我国国情, 轿车暂未进入家庭之际, 出租车的里程价又较贵的情况下, , , , 引进了近10, 使其工艺水漆前处理和涂底漆工艺却无质的变化, 设备仍很简陋, 很难保证漆前被涂漆面的清洁和磷化膜完整均一。用漆多数仍为红灰底漆, 或低档的所谓环氧酯底漆, 内腔和缝隙间无防锈涂层。有些厂愿买昂贵的进口面漆, 而不愿采用稍贵一点的优质的环氧树脂底漆和在漆前处理上下功夫, 致使车身的使用寿命远远低于国外车身保用十年以上的标准。b. 白车身的外表平整度差, 靠涂刮腻子来整容, 造成劳民伤财。由于产量小、差, , , 靠腻, 涂层质、焊装,

3、 厢式车和中、小客车车身已。就是大客车车身用腻子量也极少, 如安徽安凯汽车股份有限公司生产的从德国引进的12m 长的大型豪华客车, 原子灰腻子用量仅为3k g /台。可是国内绝大多数中大型客车的腻子用量要5070k g /台, 刮腻子费用占到涂装成本的50%左右。不仅手工劳动量大, 影响生产效率, 而且还增加了车身的重量, 造成涂层早期开裂、脱落、起泡。 c. 涂层的外观装饰性有待进一步提高。国产中大型客车涂装的外观质量与进口车相比, 尚存在差距。光泽和色彩鲜艳性等虽已相仿, 可是国产车只能远观, 不宜近看, 涂层的平整度、平滑性、鲜映性、彩条分线的平直性尚存在不足和做工不细, 再加上面漆的耐

4、侯性尚不是最优和使用维护不佳, 行驶或停放12年后涂装的外观质量差距显得更大(有的已象旧车一样 。针对客车涂装中的上述问题, 本文作者从涂装工艺、用材及用漆的配套、工艺布局和涂装设备的选用等方面提出以下看法及建议, 与同行们一同研讨。客车车身的涂装工艺基本上由漆前处理、涂底漆、刮腻子、涂中涂、涂面漆和喷彩条(标志、作图案 等部分组成。汽车工艺与材料平和涂层质量接近国际水平, 而我国的客车(中型和大型客车 工业发展主要依靠自己的力量, 由小到大, 由低级到高级发展, 客车涂装的发展除产量大一点的南京IV ECO 和沈阳金杯, 引进了涂装线外, 也是土法上马, 靠自己的力量发展, 因此有些客车涂装

5、还处在作坊式的生产, 很落后。为适应市场竞争的需要, 好多厂正在对涂装线进行技术改造和新建。在近五年中作者有机会考察了近20家大、中型客车制造厂的涂装车间, 并主持为几家涂装车间的改造和新建涂装线进行了工艺设计及技术咨询活动。通过考察和咨询活动, 涂装工程技术人员普遍认为我国客车涂装存在以下三个主要问题, 急待统一认识, 依靠技术进步解决之。a. 重表轻里(即重视外表修饰, 而轻视底层的内在质量 。除年产量已上万辆的厢式车和中、小客车车身, 以及极少数引进的车身及涂装工艺的品牌外, 国内绝大多数中型和大型客车厂重视面漆修饰, 选用了双组分或单组分的优质合成树脂面漆, 替代了80年代多数采用的外

6、观和耐侯性较差的硝基和过氯乙烯面漆, 装备了中涂面漆喷漆室及烘干室, 使客车的外观装饰性和耐侯性上了12个档次。但是-24-王锡春:中、大型客车车身涂装工艺的探讨1漆前处理、涂底漆工艺3, 约30m 左右(槽内尺寸L ×W ×H ,7. 0m ×1. 4m ×3. 0m 。这样不仅可以缩减投资及运转费用, 并3漆前处理和底漆层是涂层的基础, 它们的质量优劣直接影响车身的耐腐蚀性和使用寿命。出于市场竞争的需要, 世界各国的汽车厂在七、八十年代为提高车身的使用寿命, 纷纷大量投资改造和新建由浸式磷化处理和阴极电泳涂装工艺组成的底漆涂装线。从质量、成本、公害和

7、效率来看, 阴极电泳涂装仍是今日和跨入21世纪的最好、最先进的涂底漆方法, 是低公害、材料利用率高和普及最广的(世界汽车产量的90%以上车身采用磷化、阴极电且还可实现年更新电泳漆槽液23次的工艺要求,能使部件的内外及缝隙表面获得优质的底漆涂膜。其工艺流程详见表1。b. 在年涂装面积小于40万m 的场合, 还是靠2人工认真作业, 确保漆前被涂面处理干净(无油污、无锈、无焊渣、打磨露出金属底色 , 用喷涂或刷涂确保底漆层的涂装完整(不露底、漆膜干透 , 所有缝隙用密封胶堵死。尽可能多采用预涂过优质底漆的车身配套件。在这种场合, 另一种提高客车车身耐腐蚀能力的措施是采用镀锌钢板、铝板及铝型材、玻璃钢

8、等替代普通钢板制作车身, 并配上镀锌板和铝板的专用底漆, 这已是客车车身制造用材的国际发展趋势。, 。安徽 确保车身使用寿命达十年以上的。推荐工艺方案请参见表2。泳工艺 汽车车身涂底漆的先进工艺。基于阴极电泳的泳透力高、所得涂膜的耐腐蚀性好, 使它成为确保车身使用寿命10年以上的主要手段之一。可是中大型客车车身的产量一般偏小(小则产量不足千辆, 大则为40005000或近万辆 , 车身的体积又大(车箱长度短的67m , 长的1012m , 且又高又宽 , 化、, 性。, 作者推荐以下两种提高车身耐腐蚀性的前处理、涂底漆工艺方案。22a. 在年涂装面积40万m 以上(以100m /台计, 相当于

9、年产4000辆的规模 的场合, 建议采用分片磷化、阴极电泳涂底漆后再焊装成车身总成的工艺方案。一汽在1988年受国家有关部门委托C KD 组装800多辆奔驰高级轿车, 其车身部件(顶盖、发动机盖、行李箱盖、门、左右侧门框及前后翼子板、前后围、前后衣板等 从德国运来时已磷化过、涂过阴极电泳底漆, 在焊装前将需焊接部位的底漆膜打磨掉(或用脱漆剂脱掉 涂上导电底漆, 焊装成合格车身2中涂、面漆和彩条涂装工艺根据所在车间的涂装设备和被涂漆的客车车身的状态, 客车涂装工艺可分为高温烘干和低温干燥(或自干 两个涂装体系。前者选用轿车生产线用O EM 系列汽车烘烤型涂料, 适用于具备烘干设备 烘干的车的涂装

10、车间和能经受高温(120140身涂装。后者选用轿车修补用涂料, 一般为双组分系列涂料, 适用于无高温烘干条件的场合和不能承后, 将焊接部位清理干净、补涂底漆, 整个车身用高压水冲洗干净、烘干后进行涂中涂、面漆工序。国内有些车身冲压件厂也已向配套厂家供应已经磷化、涂过阴极电泳底漆的车身部件(如门、发动机盖、行李箱盖、翼子板等 。基于上述经验, 建议将客车车身分成六大片或若干片装筐经磷化、涂过阴极电泳底漆后再焊装合成。采用步进间歇生产方式, 这样可将浸槽、电泳槽的容量大大缩小, 约为车箱整体处理槽的1/21/1999年第10期受高温烘干条件的车身(如已安装在底盘上, 即带轮胎、发动机总成的车身或由

11、于车身结构原因, 经高温烘干会产生变形的车身 的涂装。在执行工艺过程中应注意下列工艺要点。a. 刮腻子和涂中涂。在大量流水生产, 高质量的车身涂装过程中在底漆层上就直接喷中涂(或按需要在涂中涂前进行检查性的钣金修饰和用细砂纸打磨一下 。可是在我国客车生产中模具化差, 钣金件的质量和装配性差, 还不可避免要刮腻子。刮腻子仅改善外观装饰性, 而对涂装的其他性能是有害无益, 因而应尽可能少刮。现市售的原子灰(不饱和聚酯腻子 和水性腻子的施工性能均优于传统用的石膏腻子、油性灰腻-25-王锡春:中、大型客车车身涂装工艺的探讨表1工序号1233. 13. 23. 33. 43. 53. 63. 73. 8

12、3. 93. 10455. 15. 25. 35. 4678910漆前表面处理、涂阴极电泳底漆工艺流程工艺时间min节拍工艺时间666130. 50. 50. 530. 50. 50. 50. 230. 553066170180R T 55±555±5R T (室温 R T R T 50±5R T R T R T R T 28±1R R T T工序内容按工艺要求装挂预清除油污、黄锈起吊进入前处理设备预脱脂脱脂水洗水洗表调磷化水洗水洗循环纯水洗新鲜纯水洗阴极电泳涂底漆电泳后清洗循环超滤液清洗新鲜超滤液清洗循环纯水清洗强制冷却技术检查卸件、转放到输送小车上处

13、理方式人工人工手工、自动喷浸喷浸喷浸喷浸浸喷浸浸、喷喷雾浸喷自动自动手工 工艺温度备注浸入即出浸入即出浸入即出上升时在槽上喷上升时在槽上喷链速1. 21. 6m/min 链速1. 21. 6m/min子和环氧腻子, 因而在客车涂装中获得广泛应用。原子灰的固化速度快, 刮后几十分钟甚至几分钟就干硬, 能打磨, 对钢板的附着力很好, 机械强度高, 不易开裂和脱落, 是低温固化(自干 涂装体系的比较理想的腻子。但仅与干透的阴极电泳漆和环氧树脂底漆(双组分或烘烤型 的配套良好, 如果底漆质量差或未干透, 原子灰易将底漆咬起, 从钢板上剥离下来。为减少腻子层在固化过程中的体积收缩, 原子灰虽能厚涂, 但

14、应分几次涂刮为好。原子灰的单价贵, 应尽量少留打磨余量。水性腻子由乳胶液、填料和助剂组成。涂刮后随水分的挥发, 乳胶粒子在助溶剂的作用下粘接成膜, 高温烘烤促进水分挥发, 使乳胶粒子软化, 粘接得更紧密, 其物理力学性能更好。一般以110140烘干为好, 烘温过高聚合物分解, 低于100水分挥发不完全, 水性腻子适用于高温烘干涂装体系。水性腻子的优点是便宜、易施工、易打磨、毒性小, 与环氧腻子和原子灰相比, 腻子层疏松。较好的施工方法是分几次涂刮(薄而多道 , 每层干燥、打磨-26-后刷涂底漆渗透, 增强腻子层。并应注意与面漆的配套, 因水性腻子层易使面漆层出现气泡。为封闭底涂层及为面漆创造平

15、滑且结合力良好的底层, 增强面漆层的光亮度、鲜映性和丰满度, 采用“湿碰湿”工艺喷涂一层干膜厚度为3545m 的中涂层。用刮快干腻子和细砂纸湿打磨等方法消除中涂层显现出来的涂层缺陷。填堵中涂上的砂眼和不少纸纹所用的快干腻子, 应选用丙烯酸快干腻子, 不宜用硝基腻子, 因其日久收缩, 仍会有斑印。在涂底漆或中涂后车身内表面喷涂防声、防裂阻尼涂料, 以提高车身的舒适性和耐蚀性。b. 面漆和彩条涂装工艺。由于客车的面积大, 涂一种颜色较单调, 一般涂两种以上颜色, 因而面漆层可细分为基础主色和彩条色两种, 一般先喷主色面漆, 后再喷涂彩条色面漆。如果两种颜色靠在一起或较接近, 则需喷涂一种颜色彩条干

16、燥后才能喷涂另一种颜色彩条。如果有45种颜色, 需烘23次, 这样既费时又费能源。为节能和提高工效, 在高温烘干涂装体系场合,汽车工艺与材料王锡春:中、大型客车车身涂装工艺的探讨表2小批量(3000辆/年以下 镀锌钢板客车车厢、厢式车车身的涂装工艺流程(推荐方案序号工序名称及作业内容进入涂装车间的车身平整度和应符合设计图纸要求1使用材料工艺温度备注车身骨架在安蒙皮之前应涂防锈涂料, 点焊表面应涂导电底漆漆前处理:a. 清理车身外表面b. 用砂布打磨白车身表面, 去掉砂布白醇室温(白锈为ZnO 提高底漆的附着力白锈和增加粗糙度c. 用溶剂湿润过的抹布和干净抹布去除油污、灰尘双组分环氧底漆(灰色或

17、锌铬黄色室温镀锌钢板专用底漆, 建议用常州产擦净被涂底漆表面234567喷涂或刷涂环氧树脂底漆底漆烘干或自干刮腻子填平被涂面的凹坑处, 每次涂刮厚度不大于1mm 烘干腻子层干打磨腻子层, 并吹、擦干净在装饰性要求高的表面统刮一道腻子, 厚度在200m 以下(凸处应露底漆色6080、2030min 自干, 在20以上不小于4h聚酯腻子(原子灰 室温 6080、30min凹坑深的表面应分数次涂刮, 每次都自干30min 以上, 最后一起烘干220300号砂布或砂纸室温室温注意不应磨穿底漆层原子灰8车身内表面(顶盖、壁板 喷涂或刷涂一道(23mm 防声绝热涂料, 缝隙涂密封胶, 则应在工序2涂底漆2

18、0以上4h 或60802030min湿打磨, 热风吹干擦净、喷涂中涂、晾干烘干或自干检查性地补刮快干腻子湿或半干湿打磨, 并擦洗干净和吹干擦净被涂面漆表面喷涂第一种色的面漆烘干或自干用胶带贴盖不需涂第二种色面漆的表面检查性地打磨需涂第二种面漆表面, 并擦净喷涂第二、三种色的面漆自干或烘干技术检查、检查修饰, 合格品送往内饰双组分聚氨酯面漆胶带、纸丙烯酸快干腻子360400号耐水性砂纸280320号耐水型砂纸室温6080、1520min粘性纱布和聚氨酯中涂涂料室温室温室温室温室温室温建议配套采购建议选用常州产的6080、2030min 或按涂料的烘干条件粘性纱布聚氨酯面漆建议配套采购6080、2

19、030min 或按面漆的烘干条件如面漆层之间附着力好, 面漆层可不打磨室温建议配套选购如涂更多色的彩条则可按工序2022重复进行6080、1520min 烘干前撕掉胶带和保护纸注:1.工序4, 刮腻子的次数和厚度取决于被涂表面的平整度及腻子品种。为提高涂层质量, 降低涂装成本和提高工效, 应依靠技术进步, 提高冲压焊装工艺水平, 提高车身被涂漆面的平整度, 力争少刮或不刮腻子。2. 上推荐工艺所选用的中涂、面漆系双组分聚氨酯型, 能低温烘干或自干, 适用于无烘干条件或带底盘(发动机、车桥和轮胎 的客车车身的涂装。如果车身能耐高温烘干不变形, 则可选用价格便宜的高温烘干(1201402030mi

20、n 型中涂(如环氧、聚酯系列中涂 、面漆(三聚氰氨树脂或丙烯酸树酯面漆 。3. 上述推荐工艺仅供参考, 需根据所选用的配套涂料的施工性能和现场的施工条件修改补充。主色面漆可选用烘烤型, 彩条色面漆可选用双组分的烘干面漆, 有的选用粘贴型彩条及标志。在喷涂闪光色面漆、采用底色漆加罩光工艺的1999年第10期场合, 可探索主色底色漆喷涂、晾干达表干后, 就喷彩色底色漆, 最后整个表面清理净, 喷涂罩光清漆后一道烘干。-27-王锡春:中、大型客车车身涂装工艺的探讨两色的交界线, 除被装饰条覆盖的外, 应平直,不应有锯齿, 应选用优质的胶带遮盖。由于客车车身的垂直面大, 外观装饰性要达到中、高级轿车水

21、平虽有一定的困难, 可是通过精工细作, 确保底涂层的质量(平整度、粗糙度 和中涂、面漆层的厚度且均匀, 应达到下列指标。鲜映性0. 5以上(轿车车身水平面0. 81. 0, 垂直面0. 7以上雾影值80以下82以上光泽(20°桔皮无小桔皮, 目测舒适面漆层膜厚(m 本色3550, 闪光色4560(其中底色1015; 罩光3545 。中涂、面漆和彩条的喷涂质量与所用涂料的性能(如抗流挂性、施工粘度、施工固体分等 、喷涂工具、喷涂环境、条件和操作人员的熟练程度等有关, 应做最佳的选择。高装饰性涂装和安全的要求, 必须装备有上送风下排风的大型喷漆室、空调供风装置和烘干室。在年产量超过1000辆的场合可由擦净间、喷漆室、晾干室、烘干室和地面链组成一条喷漆线, 在线上转几圈完成中涂、面漆、彩条的涂装任务。在年产量更小的场合, 可由喷漆室和烘干室连接成封闭喷涂工段。涂装线的布局不宜采用串联式, 应留有灵活性, 按需要可将车身拉出线, 进行一些附加工序或修补工序。为确保车间内的通行性, 横过渡、转运装置最好选用无地坑结构, 或用转盘转向、调头。因中、大型客车车身都较高, 在产量较大的场合, 有些厂装备龙门式自动静电涂装机, 喷涂车箱的顶盖和上部, 在产量小的场合, 在喷漆室中配置有升降台, 供人