涂装工艺技术-课件.ppt

1、涂装工艺技术涂装工艺技术 前处理基础知识及工艺管理 阴极电泳基础知识及工艺管理自动机喷涂原理及喷涂参数对喷涂的作用和影响汽车涂装节能减排技术应用标准化作业对涂装工艺及涂膜质量的影响 金属闪光漆的施工应用 涂膜常见缺陷原因分析及对策 涂装车间颗粒缺陷攻关（案例分析）工艺文件编制要求及编制方法MES及PLM系统操作基础知识 前处理基础知识及工艺管理前处理基础知识及工艺管理前处理重要性：前处理重要性：涂装工艺包括前处理和涂装两大部分。前处理的质量直接影响涂层的附着力及耐腐蚀性能。因此，要想获得高品质的涂膜，工件在涂装前，必须经过严格的前处理，最终在工件表面获得：1、无油污及水份；2、无锈迹及氧化物；

2、3、无酸、碱、盐等化学残留物；4、磷化或钝化等保护膜完整；5、表面有一定的粗糙度；根据工件材质不同，前处理工艺也不一样，例如:钢铁件前处理一般包括除油、表调、磷化、钝化等工艺过程，具体为：预脱预脱水洗水洗脱脂脱脂水洗水洗表调表调磷化磷化水洗水洗钝化钝化水洗水洗去离子水洗。去离子水洗。1 1、预清洗：预清洗：检 查：查看白车身是否有涂装不可接受的缺陷，有则返回焊装返修；扫 描：将车型信息录入MES系统，便于生产组织；上辅具：将四门两盖及部份车型的油箱盖进行固 定，以免运行中与槽体及设备碰撞；冲 洗：去处油污、焊渣、铁屑。冲洗方法：冲洗方法：高压水枪冲洗或大流量洪流冲洗车身。Spray Nozzl

3、esSpray Pattern must cover the entire job车身车身主要作用：主要作用：A A：软化油污，减轻后道脱脂难度；B B：高压水枪去除白车身大量焊渣等固体杂质。2 2、预脱脂预脱脂/脱脂：脱脂：车身储运中用防锈油脂 冲压拉延油 热加工冷却液 操作中的油迹、汗渍 焊渣、灰尘、铁屑及各种杂质 工序影响：工序影响：阻碍磷化膜的形成，影响涂层的结合力,干燥性能,装饰性能和耐腐蚀性；常用脱脂方法：常用脱脂方法：溶剂清洗：依靠有机溶剂对油污的浸透、溶解等作用达到去除油污的目的；碱液清洗：利用含有表面活性剂的碱性物质对动植物油污的皂化及表面活性 剂的浸润、分散、乳化及增溶作用

4、达到去除油污的目的。脱脂工艺槽示意图脱脂工艺槽示意图泵体泵体磁性过滤器磁性过滤器热交换器热交换器旋液分离器旋液分离器喷淋装置喷淋装置生产模式打开生产模式打开生产模式关闭生产模式关闭前处理常见处理方式：全喷、全浸、喷浸结合前处理常见处理方式：全喷、全浸、喷浸结合Spray NozzlesSpray Pattern must cover the entire job翻转浸洗翻转浸洗喷淋冲洗喷淋冲洗车身车身脱脂剂的组成（一）脱脂剂的组成（一）无机盐和碱无机盐和碱 分散作用，对已脱去的油污部分乳化碱碱 高的pH值 皂化作用硅酸盐硅酸盐 改善负荷能力，在表面能形成 硅酸盐膜，有缓蚀作用磷酸盐磷酸盐 除去

5、色料，形成磷酸盐膜硼酸盐硼酸盐 铝材的清洗碳酸盐碳酸盐 稳定pH值，弱碱性产品中的主要碱性成分脱脂剂的组成（二）脱脂剂的组成（二）有机成分有机成分 消泡剂 缓蚀剂 络合剂 表面活性剂 阴离子表面活性剂CH3(CH2)n-CH2-SO3-Na+非离子表面活性剂CH3(CH2)n-CH2-(OCH2CH2)10-OH阳离子表面活性剂 CH3+CH3-(CH2)10-CH2-N-CH3 Cl-CH3表面活性剂的表面活性剂的“卷裹卷裹”机理机理亲水基亲水基表面活性剂分子表面活性剂分子憎水基憎水基活性剂活性剂分子束分子束 含油污垢含油污垢工件表面工件表面 油污脱离油污脱离脱脂常见问题及处理脱脂常见问题及

6、处理脱脂不彻底采取的措施采取的措施 水花/磷化后斑点提高游离碱至上限；工件干燥增加表面活性剂的含量；水洗不充分提高温度至上限；增加喷淋压力或 循环 量；调整喷嘴；进行预擦洗；在车身车间加强对车身的清洗；适当提高第一水洗的总碱度；增加工位之间的喷湿喷嘴；把pH值控制在1112；排放槽液，进行更新；3 3、水洗（喷浸结合）：水洗（喷浸结合）：清洗前道工序残留的脱脂槽液；去除工件表面的颗粒等影响涂膜质量的杂物；将工件表面呈强酸性或碱性状态变成中性状态；降温：使工件表面温度改变到水洗槽水温，防止车身在前处理隧道内出现生锈。水洗常见问题、产生原因及解决办法水洗常见问题、产生原因及解决办法常见问题产生原因

7、解决方法水洗槽液泡沫过多 水洗槽溢流量太小加大溢流水量密封处磨损而进空气更换泵的密封材料水洗槽碱度过高 碱槽向水洗槽窜溶液改造设备，避免窜槽零件带太多的碱液入水洗槽改变装挂形式，或延长滴液时间、工件开工艺孔水洗槽的溢流量太小加大溢流水量零件水洗后生锈 工序间隔时间太长 工序间增加喷湿 零件停在水洗段时间过长 零件不允许在此长时间停留 4 4、表调（活化）表调（活化）定义：定义：表面调整处理就是采用磷化表面调整剂使需要磷化的金属表面改变成微观状态，促使磷化过程中形成结晶细小、均匀、致密的磷化膜。作用机理：作用机理：现在一般采用效果较好的磷酸钛胶体溶液处理，由于胶体微粒表面能很高，对物体表面有较强

8、的吸附作用，胶体微粒吸附在零件表面形成均匀的吸附层，在磷化时，这层极薄的吸附层就是一层分布均匀，数量极多的磷酸盐结晶的晶核，因而促进结晶均匀快速形成，限制了大晶体的生长，结晶就促使磷化膜的细化和致密，提高了成膜性，缩短了磷化时间，降低膜厚，同时也能消除钢铁表面状态的差异对磷化质量的影响。表调剂对磷化的影响表调剂对磷化的影响无表调的磷化膜（粗糙）（粗糙）经过表调的磷化膜（均匀、致密）（均匀、致密）放大倍率：放大倍率：400 400 X X表调常见问题及处理表调常见问题及处理表调无效或 低效；采取的措施采取的措施 槽液使用寿命较短 检查加料系统；设备是否正常/提高表调剂浓度；检查水质；优先使用纯水

9、/软化水；如果F.Ti/T.Ti.=1，增加水的硬度；检查pH值；(pH8.0)检查溢流；每周更新一次槽液，18周更换；检查循环量和 预混和槽的搅拌；检查总碱；(前道工序的带入)检查总钛/有效钛的比例；5 5、磷化磷化 磷化是大幅度提高金属表面涂层耐腐蚀性的一个简单可靠、费用低廉、操作方便的工艺方法；磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面化学处理方法，所生成的膜称为磷化膜。在脱脂彻底的基础上，提供一个清洁、均匀、无油脂的表面；由于物理和化学作用，增强了有机涂层对基底的附着力；提供了一个稳定的不导电的隔离层，一旦涂膜破

10、损，它具有抑制腐蚀的作用。磷化在涂层中的作用磷化在涂层中的作用磷化膜的晶貌磷化膜的晶貌不同汽车板材的磷化晶貌不同汽车板材的磷化晶貌800 XEGEGHDGHDGCRSCRS磷化常见的几种分类方法磷化常见的几种分类方法根据组成磷化液的磷酸盐分类：有磷酸锌系、磷酸锰系、磷酸铁系。此外还有磷酸锌盐中加钙的钙系，在磷酸锌系中加镍、锰的所谓“三元体系”磷化等。根据磷化温度分类：有高温磷化（80以上）、中温磷化（5070）和低温磷化（40以下）；按磷化膜的质量分类：有重量型（7.5g/m2以上），中量型（4.3 g/m2 7.5 g/m2）、轻量型（1.1 g/m2 4.3 g/m2）和特轻量型（0.3

11、g/m2 1.1 g/m2）；按磷化施工方法分类：有喷淋式磷化、浸泡式磷化、喷浸结合式磷化、涂刷式磷化。二级换热系统：蒸汽对循二级换热系统：蒸汽对循环水进行换热，循环水与环水进行换热，循环水与槽液进行换热，这样即保槽液进行换热，这样即保证了槽液的稳定性；证了槽液的稳定性；温度控制系统温度控制系统磷化工艺槽示意图磷化工艺槽示意图磷磷 化化 反反 应应 机机 理理(一一)微阴极钢板钢板FeFe2+2e微阳极2H+2e H2扩散层磷化液磷化液Fe2+Zn(H2PO4)2锌磷化的反应机理锌磷化的反应机理(二二)阴极区域：阴极区域：Fe Fe2+2e阳极区域：阳极区域：2H+2e H2 or O+H2O

12、+2e 2(OH)成膜反应：成膜反应：H3PO4+Zn(H2PO4)2+Fe(H2PO4)2+Fe Zn3(PO4)2+Zn2Fe(PO4)2+ZnHPO4+FePO4磷化膜：磷化膜：Zn3(PO4)2;Zn2Fe(PO4)2 (4份水)磷化渣：磷化渣：ZnHPO4;FePO4Zn2+2ZnPO4-Zn3(PO4)2 (Hopeite)Fe2+2ZnPO4-Zn2Fe(PO4)2 (Phosphophylite)喷淋：反应1反应2；浸渍：反应2反应1铁磷化反应机理铁磷化反应机理(三三)铁磷化反应平衡：铁磷化反应平衡：6Fe+8NaH2PO4+3/2O2+3H2O 4FePO4+2Fe(OH)3

13、+6H2+4Na2HPO4铁磷化膜的主要成分：FeFe3 3(PO(PO4 4)2 2*8H8H2 2O OFeFe3 3O O4 4其它化合物其它化合物促进剂的作用机理促进剂的作用机理氢气的去极化氢气的去极化 防止在工件表面形成阻碍磷化膜生成的氢气泡，使磷化膜均匀，致密。FeFe2+2+的氧化的氧化 Fe2+被氧化成Fe3+，然后形成磷化渣被除去。油漆对磷化膜的要求油漆对磷化膜的要求u均匀，细小的磷化膜u封闭，致密的磷化层u无挂灰和二次磷化层u柔软性u耐腐蚀性u阴极电泳要求磷化膜耐碱性磷磷 化化 膜膜 性性 能能 项项 目目 基基 准准 值值试试 验验 方方 法法1。外观：平整，均匀，致密目

14、视2。膜重：2.5-3.5g/m2GB 6807-863。结晶形状：颗粒状电镜 1000倍4。P比：85%X射线衍射法5。结晶粒度：4mmDIN ISO 15208。石击试验：12P-VW 3.17.19。划格试验：Gt.0DIN 5315110。盐雾试验：(240hr)无锈，不起泡DIN 50021 ss11。30循环：70%85%电泳涂装对磷化底材的要求电泳涂装对磷化底材的要求底材粗糙度底材粗糙度机械颗粒机械颗粒油渍油渍花斑花斑磷化渣磷化渣条痕条痕电泳条痕电泳条痕滴水电导高滴水电导高电泳粗糙、颗粒电泳粗糙、颗粒电泳颗粒电泳颗粒电泳花斑电泳花斑电泳粗糙，影响槽液稳定电泳粗糙，影响槽液稳定电泳

15、缩孔、针孔、花斑电泳缩孔、针孔、花斑电泳粗糙、桔皮电泳粗糙、桔皮现现 象象导致涂膜弊病导致涂膜弊病电泳涂料对底材的要求电泳涂料对底材的要求无条痕无条痕无磷化渣无磷化渣无花斑无花斑无颗粒无颗粒R 低于低于1.2无油渍无油渍低于低于20us/cm简单的电泳工艺图简单的电泳工艺图电泳槽阳极循环系统供给去离子水超滤系统（UF)袋式过滤器超滤液去喷淋系统阳极循环泵电泳涂装生产线设备工艺图例电泳涂装生产线设备工艺图例EDRO电泳主槽UF1洗UF2洗纯水洗备用槽UFUF贮槽主要阀门示意球阀电子自动控制阀球阀纯水工水 冷水 去轴封 电泳涂装设备电泳涂装设备 槽液循环系统槽液循环系统电泳主槽必须保证的最低循环量

16、：必须保证的最低循环量：4倍槽液量倍槽液量/hr必须保证的最低表面流速：必须保证的最低表面流速：必须保证的主副槽液位落差：必须保证的主副槽液位落差：必须保证槽底无喷射死角必须保证槽底无喷射死角必须保证适当的过滤精度必须保证适当的过滤精度必须保证良好的温控换热系统必须保证良好的温控换热系统考滤倒槽积漆的回收考滤倒槽积漆的回收电泳主槽内衬玻璃钢，耐电泳主槽内衬玻璃钢，耐2万伏电压万伏电压其它各槽可采用不锈钢或内衬玻璃钢其它各槽可采用不锈钢或内衬玻璃钢循环量不够可能造成槽底沉积和工件表面循环量不够可能造成槽底沉积和工件表面沉积。沉积。表面流速低可能造成工件表面沉积。表面流速低可能造成工件表面沉积。槽

17、体内衬玻璃钢脱落可能造成涂料反复沉槽体内衬玻璃钢脱落可能造成涂料反复沉积溶解、槽壁腐蚀、漏电威胁人身安全。积溶解、槽壁腐蚀、漏电威胁人身安全。良好的过滤是保证涂膜无颗粒的重要措施。良好的过滤是保证涂膜无颗粒的重要措施。循环和电泳换热，控制槽液温度必不可少。循环和电泳换热，控制槽液温度必不可少。辅槽电泳涂装设备热交换系统电泳涂装设备热交换系统 电泳槽液在生产过程中要求恒温，因此循环的槽液要有热交换系统和足够的换热能力 热交换介质温度要求：降温：5 15 升温：50长时间停产时期建议槽液温度控制：2025。电泳涂装设备整流电源电泳涂装设备整流电源 电泳涂膜的沉积需要直流电源 整流设备的电流容量、电

18、压调整范围适应生产要求，一般 I=1000 1500A；V=0 450V 整流要求整流输出电压的脉动率：1：4 6阳极面积手动控制自动控制电泳涂装中使用隔膜阳极是为了维持槽液的酸量平衡电压分段一段电压三段电压二段电压t1t2一段电压t1启动时间t2通电时间t1t2t3t1启动时间二段电压t2、t3通电时间电泳电流与时间的关系IT电泳膜厚与时间的关系MT两侧极板面积或电压不同可能存涂膜不均；两侧极板面积或电压不同可能存涂膜不均；极距要求大于极距要求大于30cm,极距不同可能存在涂膜不均；极距不同可能存在涂膜不均；直流脉动率过大可能导致涂膜粗糙或针孔；直流脉动率过大可能导致涂膜粗糙或针孔；有必要测

19、量、记录单个阳极的电流，阳极膜的老有必要测量、记录单个阳极的电流，阳极膜的老 化、堵塞会造成膜厚的不均匀，化、堵塞会造成膜厚的不均匀，TP低下。低下。电泳涂装设备超滤系统电泳涂装设备超滤系统 电泳底漆电泳底漆UF液卷式超滤管卷式超滤管UF液电泳底漆管式、毛细管式超滤管管式、毛细管式超滤管管式超滤膜体积大，数量多、更换成本低、使用经济。卷式超滤膜体积小，占地面积小，透过量大清洗方便，更换成本高。超滤液需求量过低则后冲洗不净，损耗量增大。超滤液需求量一般按单位时间冲洗面积和设计生产能力进行计算。阴极电泳涂装机理阴极电泳涂装机理阴极（被涂物）2H2O+2e-2OH-H2 R-NH+OH-R-NH2O

20、 （水溶性）（水不溶性）阳极（极板）2H2 2O4H+4e-O2阳离子水溶、水不溶原理阳离子水溶、水不溶原理O环氧 树 脂OR2NOH环氧 树 脂OHN R2HHR2NOH环氧 树 脂OHN R2R C O OR C O O R C O O HOH水 不溶水 可 溶 HN R2导入 胺基有机 酸 中和盐 的 生 成水 中 离 解电 沉 积H+电泳槽液电泳槽液-+R-OH-R-NHCOO-阴极电泳涂装反应过程阴极电泳涂装反应过程电解电渗电沉积电泳2H2O+2e-2OH-+H2 R-NH+OHR-N+H2O阴极电泳漆的中和阴极电泳漆的中和 阴极电泳树脂为不溶于水的聚合物胺。用有机酸中和（如甲酸HC

21、OOH），形成水溶性的盐N+H-C-OH=O树脂树脂,不溶于水不溶于水+酸酸N.H+H-C-O-=O+树脂树脂,溶于水溶于水酸根离子酸根离子+阴极电泳漆的沉积阴极电泳漆的沉积 N.H+H-C-O-=O树脂树脂,水溶性的水溶性的+OH-N树脂树脂,不溶于水不溶于水+H-C-O-=OAcidic rest酸根离子迁移到阳极酸根离子迁移到阳极+H2O水水阳极电泳漆的中和阳极电泳漆的中和 根本上来说，阳极电泳为不溶于水的羧酸聚合物，用有机碱来中和形成盐变为可溶。+C-OH=ONH3树脂树脂,不溶于水不溶于水+胺胺C-O-=O+NH4+树脂树脂,可溶于水可溶于水碱根离子碱根离子+L-L扩散扩散迁移迁移基

22、材基材(阳极阳极)对流对流H2OH2O有电流有电流I=0I=0静态扩散层静态扩散层ca.100 ca.100 m m槽液搅动相槽液搅动相H2O /CH+L-OH-H+H+OH-H+OH-H+H+H+H+H+NH4+NH4+L-L-L-L-L-L-L-L-L-L-L-L-L-L-LLLLNH4+NH4+NH4+NH4+H2OH2OH2OH2OH2ONH4+NH4+NH4+NH4+NH4+车身电泳后清洗工艺车身电泳后清洗工艺全旋反向浸渍输送系统（全旋反向浸渍输送系统（RODIP SystemRODIP System）有助于提高清洗效果有助于提高清洗效果 电泳后清洗的首要任务是清洗掉电泳车身湿膜上的

23、浮漆，最终洁净度要求车身滴水电导率30us/cm，保证电泳烘烤后漆膜表面平滑光洁，无颗粒、漆渣等质量缺陷；另一方面，后清洗系统要具备把车身湿膜表面洗掉的浮漆快速转移到电泳主槽重新利用，实现整条电泳及后冲洗系统各槽液位的动态平衡，尽量缩短后冲洗各槽槽液的更新周期。电泳后冲洗系统包括半UF喷淋、UF浸洗、纯水洗或EDRO水洗。后冲洗水与槽液的总体平衡系统是保证系统正常支行的关键。故对关键性液位控制系统的加强管理十分重要。对无铅电泳底漆应在纯水进电泳系统前加紫外线杀菌装置，有EDRO系统的生产线应在EDRO干净水出口加紫外线杀菌装置。较大流量的UF液可降低损耗，提高后清洗效果。EDRO系统在电泳后冲

24、洗中的应用，使纯水洗槽的涂料也能得到有效的回收利用，进一步提高了涂料的回收利用率，降低了排放污染；但由于涂料中不可避免的窜槽污染，定期对后冲洗水或UF液进行排放也有必要。电泳涂装设备后冲洗系统电泳涂装设备后冲洗系统浓缩液回主槽或UF洗槽新鲜UF液DIW冲洗UF-3冲洗UF-2浸洗UF-1冲洗ED主槽EDRO后冲洗涂料回收效率后冲洗涂料回收效率 涂料回收率 1（最后回收水NV/槽液NV）100一般 UF 水洗系统的回收率：95 97%UF水洗RO系统的回收率：98 99%更大的UF能力，有利于提高涂料的回收利用率。1 1）电泳涂装技术刚刚问世的时候，电泳后清洗工艺非常简单。工艺流程多为：电泳主槽

25、DI水喷洗或浸洗,如图:优点：优点：工艺简单，设备投资少；缺点：缺点：电泳漆膜质量差，难控制，材料消耗大，环境污染严重。电泳后清洗工艺的发展历程电泳后清洗工艺的发展历程废水直接排放废水直接排放电泳主槽电泳主槽DI槽2）UF超滤膜技术的开发利用，促使了电泳后冲洗的革命，使电泳系统实现了半封闭式的循环，提高了电泳漆膜的质量和电泳漆的利用率。工艺流程多为：电泳主槽 出槽UF喷洗 UF循环喷洗 UF浸洗 新鲜UF喷洗 DI水浸洗 新鲜DI水喷洗，如图：优点：优点：系统半闭式循环，电泳质量较好且易于控制，回收利用了部分电泳漆；缺点：缺点：不是完全闭式循环，仍有少量排放，对环境污染较严重，DI水消耗量较大

26、。3）RO反渗透技术应用到电泳系统，掀起了电泳涂装后冲洗的再次革命。使电泳涂装系统基本实现了完全闭式循环，进一步提高了电泳漆膜的质量和电泳漆的利用率，如图（3）所示。电泳主槽 出槽UF喷洗 UF循环喷洗 UF浸洗 UF浸洗 新鲜UF喷洗 EDRO水喷洗。优点：优点：实现完全闭式循环，电泳漆膜质量较好且易于控制，无DI水消耗，电泳漆实现零排放；缺点：缺点：设备要求高、投资大。电泳涂装后清洗的发展方向电泳涂装后清洗的发展方向 目前国内车身电泳线后清洗工艺目前国内车身电泳线后清洗工艺相比发达国家有一定差距，一般采用相比发达国家有一定差距，一般采用上述的第二种工艺。国内近期投建的上述的第二种工艺。国内

27、近期投建的车身涂装线已开始使用车身涂装线已开始使用EDRO反渗透反渗透技术，技术，与与DIRO系统相比系统相比EDRO系统系统使用的反渗透膜造价高，易被使用的反渗透膜造价高，易被UF液中液中的小分子树脂污染，若使用无铅无锡的小分子树脂污染，若使用无铅无锡低污染的电泳漆，综合考虑投资的经低污染的电泳漆，综合考虑投资的经济性和环保性，建议后清洗线采用济性和环保性，建议后清洗线采用EDRO系统。系统。电泳线后清电泳线后清洗工艺的不洗工艺的不断完善，提断完善，提升漆膜质量升漆膜质量降低电泳成降低电泳成本本努力减少对环努力减少对环境的污染，境的污染，满足日益苛刻满足日益苛刻的环保法规的环保法规欧美国家先

28、进欧美国家先进的车身电泳后清的车身电泳后清洗工艺普遍采用洗工艺普遍采用EDRO反渗透反渗透技术技术实现电泳涂装完实现电泳涂装完全闭式循环，电全闭式循环，电泳漆的利用率基泳漆的利用率基本达到本达到100，对生态环境的污对生态环境的污染得到有效控制染得到有效控制涂装二车间涂装二车间EDROEDRO系统，目前运行良好。系统，目前运行良好。CEDCED涂装工艺控制点涂装工艺控制点磷化底材槽液参数通电时间施工电压槽液温度烘烤温度与时间后冲洗涂膜质量阳极过滤超滤底材粗糙度底材粗糙度机械颗粒机械颗粒油渍油渍花斑花斑磷化渣磷化渣条痕条痕滴水电导滴水电导启动时间启动时间高压时间高压时间低压时间低压时间极液电导极

29、液电导低压电压低压电压高压电压高压电压电压损失电压损失脉动率脉动率槽液温度槽液温度各槽参数各槽参数炉温分布炉温分布冲洗压力冲洗压力烘烤时间烘烤时间电极接触电极接触滤袋孔径滤袋孔径更换条件更换条件过滤压差过滤压差极液颜色极液颜色极板蚀度极板蚀度进出压差进出压差滤液流量滤液流量进出压差进出压差膜管清洗膜管清洗无铅杀菌无铅杀菌液位平衡液位平衡EDRO流量涂膜厚度涂膜厚度固化程度固化程度表观状况表观状况理化性能理化性能纯水纯水电导纯水电导纯水纯水 PH无铅杀菌无铅杀菌固体份固体份灰份灰份溶剂含量溶剂含量MEQ值值外观水膜外观水膜介质温度介质温度CEDCED涂装槽液参数调整涂装槽液参数调整涂涂膜膜厚厚度

30、度电压电压槽液固体份槽液固体份温度温度溶剂含量溶剂含量涂膜厚度正向影响因素涂膜厚度正向影响因素涂膜厚度逆向影响因素涂膜厚度逆向影响因素涂涂膜膜厚厚度度磷化膜厚度磷化膜厚度杂离子浓度杂离子浓度槽液重溶性槽液重溶性灰份灰份通电时间通电时间MEQ值值控制项目控制范围检查频次槽液参数按产品要求1次/日施工电压按产品要求2次/班槽液温度按产品要求4次/班设备压力按产品要求2次/日纯水按产品要求2次/班烧烤温度按产品要求2次/班涂膜状况按产品要求1次/班涂层厚度按产品要求1次/班涂膜性能按产品要求1次/月CEDCED涂装工艺管理涂装工艺管理CEDCED涂装槽液管理涂装槽液管理前处理基础知识及工艺管理 阴极

31、电泳基础知识及工艺管理 自动机喷涂原理及喷涂参数对喷涂的作用和影响汽车涂装节能减排技术应用标准化作业对涂装工艺及涂膜质量的影响 金属闪光漆的施工应用 涂膜常见缺陷原因分析及对策 涂装车间颗粒缺陷攻关案例分析工艺文件编制要求及编制方法MES及PLM系统操作基础知识 喷涂原理及喷涂原理及喷涂参数对喷涂的作用和影响喷涂参数对喷涂的作用和影响雾化效果雾化效果喷涂效果喷涂效果.漆料的物料性能漆料的物料性能喷涂参数喷涂参数油漆喷涂工艺喷杯结构涂料的量成形空气的量旋杯转速喷涂距离高压漆料的粘度固体含量溶剂类型数量密度表面张力基料体系漆粒性能：漆粒性能：大小速度运行轨迹漆粒喷出时的停留时间色彩色调流平性面漆结

32、构膜厚喷杯喷杯喷射漆流喷射漆流包覆效应包覆效应工件工件 漆液的机械雾化 静电加压使漆粒带电与静电雾化 将雾化的漆粒喷射到被涂物上 成膜旋转式喷杯喷涂示意图旋转式喷杯喷涂示意图1.1.影响参数影响参数 雾化旨在扩大液体所能覆盖的表面积。雾化属于物理作用方面的操作，效果的评定主要取决于雾化后油漆覆盖面积的大小与涂装质量。旋转式雾化装置，涂料首先被运送至喷杯内壁，然后借助旋转所产生的 离心力将涂料传输至喷口位置，雾化过程仅仅是通过机械作用力（离心力、空气动力）来实现的。2.2.旋转式喷杯的雾化原理：旋转式喷杯的雾化原理：当喷杯的转速大于20000 min-1在高速旋转的情况下进行涂料的雾化处理，此时

33、漆粒不会有衰变现象出现。在对涂料进行线状雾化的过程中，会在喷杯的喷口处形成许多液态的线状物质，这些液态物质又会通过线状分解或是喷射漆流的分解作用重新形成漆粒。所形成的小漆粒又可以通过会聚形成大的漆滴。在喷杯转速不断增加的情况下，一般的线状雾化转化为片层状或涡轮状多片式雾化，多片式雾化处理之后的漆粒不会有衰变，分布范围要比线状雾化后的漆粒分布范围要宽的多。Droplet formation with broad spectrum液滴形成光谱图Atomisation at the bell edge 在杯的杯刃处雾化状态在杯的杯刃处雾化状态Formation of droplets from fi

34、laments,narrow spectrum液滴形成丝状体的光谱图Detachment of lamellas,broad spectrum簿片分离光谱Paint flow increases from I to III漆滴扩散的三幅图雾化与杯速.旋 杯 结 构 锯齿状锯齿状非锯齿状非锯齿状边缘结构的变化边缘结构的变化直径的变化直径的变化 旋杯雾化曲线：ESTA 喷涂原理1.1.涂料加压机制涂料加压机制 直接加压加压的电极即为旋杯的折角 间接加压加压的电极呈环状围绕在喷杯杯体外侧直接加压 与间接加压，“涂料雾化”和“高压”这两个步骤实施的先后次序有所不同。如果设备采用的是间接加压，那么涂料必

35、须先进行雾化，然后通过在电极上产生的静电高压使涂料带电。如果采用直接加压，那么涂料的雾化和加压过程都在喷杯的边缘位置上同步完成。一般来说，旋转式喷杯的高压上限为 100 KVESTA ESTA 喷涂示意图喷涂示意图回流回流涂料输送装置涂料输送装置阀门阀门成形空气成形空气电机气流电机气流回流阀门回流阀门 ESTA 喷涂原理 涂料加压机制涂料加压机制直接加压直接加压间接加压间接加压Quelle:Drr ESTABell Eco涂料流量涂料流量(50-250 ml/min)喷杯转速喷杯转速(25.000-50.000 1l/min)成形空气成形空气(50-200 Nl/min)电压电压(50-90

36、kV)ESTA 喷涂原理 ESTA 喷涂原理涂料加压机制涂料加压机制旋转式喷杯喷涂示意图旋转式喷杯喷涂示意图喷杯喷杯喷射漆流喷射漆流包覆效应包覆效应工件工件 ESTA 喷涂原理 涂料加压机制涂料加压机制 旋杯或极针接负极，被涂件接正极，加电压后在旋杯（或极针）与被旋杯或极针接负极，被涂件接正极，加电压后在旋杯（或极针）与被 涂件之间形成静电场，当电压足够高时，旋杯（或极针）附近区域的空气涂件之间形成静电场，当电压足够高时，旋杯（或极针）附近区域的空气 产生强烈电晕放电，并使静电场形成气体电离区域。产生强烈电晕放电，并使静电场形成气体电离区域。被雾化涂料在旋杯边缘或极针处接触带电，带电的漆滴经过

37、气体电离被雾化涂料在旋杯边缘或极针处接触带电，带电的漆滴经过气体电离 区时再次带电，同时被分裂成更细小的带电液滴，并在电场力的作用下向区时再次带电，同时被分裂成更细小的带电液滴，并在电场力的作用下向 正极的被涂件移动，最终涂覆在被涂件面上。正极的被涂件移动，最终涂覆在被涂件面上。如果静电压过高或喷涂距离过小，旋杯（或极针）与被涂件之间的空如果静电压过高或喷涂距离过小，旋杯（或极针）与被涂件之间的空 气全部被击穿，此时即发生火花放电，将引起喷涂设备、有机溶剂燃烧、气全部被击穿，此时即发生火花放电，将引起喷涂设备、有机溶剂燃烧、爆炸的不安全状态。爆炸的不安全状态。ESTA 喷涂原理 涂料加压机制涂

38、料加压机制 在静电磁场下，对漆粒有一个作用力，这个电场力的大小取决于电场在静电磁场下，对漆粒有一个作用力，这个电场力的大小取决于电场 强度与漆粒上的电荷量。强度与漆粒上的电荷量。F =Q EF =Q E E=V/SE=V/S 这一作用力的方向同电力线的方向相同，会在一定程度上加快漆粒的这一作用力的方向同电力线的方向相同，会在一定程度上加快漆粒的 运动速度。运动速度。电压的升高电压的升高会使产生的离流子增加，同时也会加强静电场的电场力，会使产生的离流子增加，同时也会加强静电场的电场力，此时被涂物体表面部位的磁力线密度较高此时被涂物体表面部位的磁力线密度较高,尤其是尤其是在折角、边缘部位的锐角在折

39、角、边缘部位的锐角 处处，会使得涂料的上漆率增加会使得涂料的上漆率增加，从而导致此处涂层表面，从而导致此处涂层表面出现流挂出现流挂、气泡、气泡、发花等缺陷。发花等缺陷。静电场的电力线分布静电场的电力线分布 ESTA 喷涂原理涂料加压机制涂料加压机制 间接加压间接加压 和直接加压的原理不同，对漆粒进行外部间接加压和对漆粒进行雾化和直接加压的原理不同，对漆粒进行外部间接加压和对漆粒进行雾化处理，这两个过程在时间和空间上有明显划分。处理，这两个过程在时间和空间上有明显划分。在对漆料进行外部加压的过程中，会在外部加压电极之间形成电离区，在对漆料进行外部加压的过程中，会在外部加压电极之间形成电离区，基于

40、离子的运动性，它会和同性接地基质之间产生相互排斥作用，而和异基于离子的运动性，它会和同性接地基质之间产生相互排斥作用，而和异性接地基质（车身）相互吸引，这样就形成了一股离子流，一些细小物质性接地基质（车身）相互吸引，这样就形成了一股离子流，一些细小物质由于其本身体积较小，质量较轻，因而会精确的沿着电力线移动。由于其本身体积较小，质量较轻，因而会精确的沿着电力线移动。ESTA 喷涂原理3.3.涂料加压机制涂料加压机制 静电电压与雾化静电电压与雾化 静电电压的上升，漆粒的平均粒径反而有所下降，造成这种现象的主静电电压的上升，漆粒的平均粒径反而有所下降，造成这种现象的主 要原因，在于静电磁场的作用，

41、导致漆粒表面张力有所降低。要原因，在于静电磁场的作用，导致漆粒表面张力有所降低。表面张力是影响旋转式雾化喷涂效果的一个重要因素，因此在大表面张力是影响旋转式雾化喷涂效果的一个重要因素，因此在大部分部分 性能参数恒定不变的情况下，表面张力的降低会直接导致漆粒直径大性能参数恒定不变的情况下，表面张力的降低会直接导致漆粒直径大小的小的 降低。降低。ESTA 喷涂原理4.4.漆粒的运行漆粒的运行4.1.4.1.影响参数影响参数 外部作用力：外部作用力：质量惯性质量惯性 （离心力）（离心力）电场产生的电力电场产生的电力 重力重力 （质量产生的重力）（质量产生的重力）空气动力空气动力-成形空气成形空气-喷

42、漆室内的空气流动（喷漆室内的空气流动（空气沉降速度空气沉降速度）ESTA 喷涂原理4.4.漆粒的运行漆粒的运行4.1.4.1.影响参数影响参数 对漆膜的形成以及最终的喷涂效果产生一定影响，漆粒传递过程以及对漆膜的形成以及最终的喷涂效果产生一定影响，漆粒传递过程以及旋杯旋杯 结构对于以下几项性能参数有一定的影响和作用。结构对于以下几项性能参数有一定的影响和作用。漆粒的分离效果漆粒的分离效果 喷射漆流的膨胀程度喷射漆流的膨胀程度 漆粒在喷射流中的停顿时间漆粒在喷射流中的停顿时间 雾化后漆粒中的成分分布雾化后漆粒中的成分分布 涂料分离过程中漆粒相互撞击形成的脉冲涂料分离过程中漆粒相互撞击形成的脉冲

43、喷涂有效系数喷涂有效系数 喷射漆流的均匀程度喷射漆流的均匀程度 喷射漆流的速度喷射漆流的速度 漆流的密度漆流的密度 ESTA 喷涂原理4.4.漆粒的运行漆粒的运行4.2.4.2.借助于空气流动传递漆粒借助于空气流动传递漆粒 除电压值以外，成形空气也是影响漆流喷射形状以及除电压值以外，成形空气也是影响漆流喷射形状以及漆粒运动速度的一个主要参数，涡流的形状取决于空气压漆粒运动速度的一个主要参数，涡流的形状取决于空气压力的大小，成形空气的供给情况（空气配给环）以及喷杯力的大小，成形空气的供给情况（空气配给环）以及喷杯的结构形状，对于漆粒的运行轨迹起着决定性的作用。的结构形状，对于漆粒的运行轨迹起着决

44、定性的作用。ESTA 喷涂原理4.4.漆粒的运行漆粒的运行4.3.4.3.借助于静电磁场的作用力传递漆粒借助于静电磁场的作用力传递漆粒 借助于静电磁场的作用力传送漆粒的过程中，漆粒不会沿借助于静电磁场的作用力传送漆粒的过程中，漆粒不会沿着磁力线运动，这是因为喷杯高速旋转所产生的涡流及其本身着磁力线运动，这是因为喷杯高速旋转所产生的涡流及其本身的重力，以及喷杯内辐射状离心漆粒所产生的离心力都会对漆的重力，以及喷杯内辐射状离心漆粒所产生的离心力都会对漆粒的运行轨造成一定影响，当然，磁力线本身对于漆粒达到油粒的运行轨造成一定影响，当然，磁力线本身对于漆粒达到油漆对象的漆对象的 途径也有一定影响。途径

45、也有一定影响。ESTA 喷涂原理4.4.漆粒的运行漆粒的运行4.4.4.4.漆粒的运行轨迹漆粒的运行轨迹 喷杯和油漆对象之间会形成一个较大的涡流，在这喷杯和油漆对象之间会形成一个较大的涡流，在这个区域内漆粒会进行单次或多次运动，同时会有一些漆个区域内漆粒会进行单次或多次运动，同时会有一些漆粒从涡流中甩出，在涡流中还存在漆流的回流，漆粒回粒从涡流中甩出，在涡流中还存在漆流的回流，漆粒回流的程度会在电压被切断的瞬间急剧增大。流的程度会在电压被切断的瞬间急剧增大。ESTA 喷涂原理4.4.漆粒的运行漆粒的运行4.4.4.4.漆粒的运行轨迹漆粒的运行轨迹 Lit.:Lit.:Scholz,T.;Exp

46、erimentelle Untersuchungen zur MehrphasenstrScholz,T.;Experimentelle Untersuchungen zur Mehrphasenstrmung im Sprmung im Sprhkegel hkegel eines elektrostatisch untersteines elektrostatisch untersttzten tzten HochrotationszerstHochrotationszerstubers;ubers;Fortschritt-Berichte VDI;Reihe 7 StrFortschri

47、tt-Berichte VDI;Reihe 7 Strmungstechnik;Nr.mungstechnik;Nr.346346喷射漆流分为二个主要的漆粒流：喷射漆流分为二个主要的漆粒流：径向漆粒流，以辐射状从喷杯中喷出径向漆粒流，以辐射状从喷杯中喷出圆锥形喷射流中轴向的回流漆粒流圆锥形喷射流中轴向的回流漆粒流 ESTA 喷涂原理4.4.漆粒的运行漆粒的运行4.4.4.4.质量惯性与运动轨迹质量惯性与运动轨迹 漆粒会沿着电力线达到异性物质（接地基材），在此过程漆粒会沿着电力线达到异性物质（接地基材），在此过程中，由于漆粒本身存在质量惯性，因此漆粒的实际运动轨迹和传中，由于漆粒本身存在质量惯性

48、，因此漆粒的实际运动轨迹和传递路径有少许偏差。由此，可能会在基材表面形成一些不规则的递路径有少许偏差。由此，可能会在基材表面形成一些不规则的漆斑，或者在雾化装置或自动运行设备上留下一些析出物质（如漆斑，或者在雾化装置或自动运行设备上留下一些析出物质（如污物）。污物）。ESTA 喷涂原理4.4.漆粒在喷杯范围内的运行漆粒在喷杯范围内的运行4.4.4.4.漆粒的运行轨迹漆粒的运行轨迹 采用静电式旋杯喷涂设备进行油漆喷涂，涂层厚度呈辐采用静电式旋杯喷涂设备进行油漆喷涂，涂层厚度呈辐射状分布，这里所谓的辐射状，是指在静止状态下取得涂料的喷射状分布，这里所谓的辐射状，是指在静止状态下取得涂料的喷射形状，

49、其涂层厚度由四周向中心递减，涂层厚度分布不均匀，射形状，其涂层厚度由四周向中心递减，涂层厚度分布不均匀，主要是由于雾化喷涂装置的结构所造成的，但是通过加大成形空主要是由于雾化喷涂装置的结构所造成的，但是通过加大成形空气的量，可以在一定的程度上缓和这一现象。气的量，可以在一定的程度上缓和这一现象。ESTA 喷涂原理5.5.粒径的分布粒径的分布 采用空气雾化装置进行油漆喷涂时，小颗粒漆粒容易随采用空气雾化装置进行油漆喷涂时，小颗粒漆粒容易随着物体表面气流方着物体表面气流方 向的转换而变化运行方向，向的转换而变化运行方向，以至于可能以至于可能无法准确达到被涂表面；而大颗粒漆粒由于其本身的质量较大，无

50、法准确达到被涂表面；而大颗粒漆粒由于其本身的质量较大，故不易偏离其运行轨道。（故不易偏离其运行轨道。（10 10 m m漆粒到达被涂面约漆粒到达被涂面约 10%,40 10%,40 m m 约约80%.80%.）采用静电旋杯进行油漆喷涂时相反，小颗粒漆粒由于采用静电旋杯进行油漆喷涂时相反，小颗粒漆粒由于其本身质量较轻，容易沿着磁力线到达被涂物体表面，而大颗其本身质量较轻，容易沿着磁力线到达被涂物体表面，而大颗粒漆粒容易在离心力作用下被甩出，成形空气和磁力还不足以粒漆粒容易在离心力作用下被甩出，成形空气和磁力还不足以使大颗粒的漆粒克服离心力作用，进而到达被涂物体表面。使大颗粒的漆粒克服离心力作用