0 引言

汽車涂裝作為整車生產四大環節之一，是汽車品質的重要控制環。隨著環保意識的提升，涂裝工藝基本已由溶劑型轉向水基型，從而降低工藝過程有機化合物VOC的排放量。相對溶劑型油漆，水性漆噴涂條件更為嚴苛涂料在線coatingol.com。為穩定地獲得高質量的漆面，需要建立起完善的質量控制體系，從而發揮水性環保涂料的最大效能。本文根據作者多年涂裝現場施工應用經驗，總結汽車涂裝水性漆噴涂質量控制關鍵點。

1 質量控制因素

1.1涂料入口檢測

涂料穩定性直接決定噴涂質量，且一旦涂料出現質量問題，將導致批量的噴涂事故，因此涂料的入口控制非常關鍵。在生產實踐過程中，以下幾個性能對現場施工影響大，需重點關注。

1.1.1黏度

水性漆是假塑性流體，黏度是其最基礎的性能指標。黏度穩定性可以側面反映涂料批次穩定性，同時直接影響噴幅穩定性。不同剪切速率下測量的涂料黏度可反映不同條件下的施工性能，如存儲穩定性、涂料的流平性能。實踐過程中，通常在1000-1500s-1區間選取某一轉速監測黏度，批次黏度控制在±5%為宜。如發現車身流掛較嚴重，建議增加低剪切下黏度監控，如0.1 s-1轉速下的黏度。

1.1.2色差

涂料色差監控通常由供應商提供批次板，并附上自檢報告。入口監測時對數據進行復核。當然有條件情況下，色差板最好現場噴涂。素色漆選取45°角監控，金屬和珠光漆盡量多角度監控，通常選取15°、25°、45°、75°、115°五個角度。需要注意的是，對于金屬和珠光漆，涂料色差除數值合格外，務必保證不同角度的色相（L/a/b值）曲線趨勢與匹配時走向一致。某珠光漆色差L相曲線如圖1所示。曲線1為匹配時數據；2為批次監控數據，整體趨勢較好；需特別注意，務必避免出現曲線3“山峰”型走勢，此種走勢在現場很難調整色差。

圖1 某珠光漆L相曲線

1.1.3抗流掛極限

流掛是現場最常發的噴涂缺陷之一，除設備、環境外，涂料抗流掛性能是關鍵影響因素?？沽鲯鞓O限測量采用手工梯度噴涂的方式。在以一定陣列沖擊圓孔的電泳板上，梯度噴涂，直至出現流掛時停止噴涂。烘干后測量出現流掛時的漆膜厚度，作為抗流掛極限。注意噴涂時應連續，不能等表干后再繼續噴涂。某顏色的抗流掛極限測量板如圖2所示。

圖2 抗流掛極限測量板

1.1.4耐針孔/漆泡極限

針孔/漆泡極限測量方式與抗流掛極限測量方式基本一致，唯一區別是測量板材無需沖擊圓孔。因針孔或漆泡在烘干后才會出現，梯度噴涂的厚度需要經驗積累。為保證實驗成功率，梯度噴涂厚度范圍可以盡量寬些。當然，固體分、PH值、抗石擊、遮蓋力、附著力等都是涂料的重要指標，實踐中通常相對穩定，在此不再贅述。

1.2 輸漆循環系統管理

檢測合格的涂料到達現場后，通過輸漆系統供應到噴涂機器人，因此輸漆循環系統的管理非常重要。關鍵點主要是三方面：溫度、壓力、停產特殊控制。

1.2.1溫度

涂料溫度不同，黏度差異較大。管路溫控條件要保證與施工溫度一致且穩定，從而保證涂料正常的施工溫度。另外，管路溫度設置最好與環境溫度產生一定的溫差，利于缸壁內形成冷凝水，從而避免缸壁上涂料的干結，以減少車身顆粒產生的可能性。

1.2.2壓力

攪拌循環過程，涂料受到剪切力作用，會對樹脂、鋁粉、云母片產生破壞，從而影響黏度、色差等性能。因此攪拌槳要求選用低剪切力的結構設計；在涂料填充速率滿足機器人要求的情況下，管路出口壓力盡量低，循環泵盡量保持低頻次運行，以降低剪切影響。特別地，可根據顏色特性，制定壓力控制標準，因為不同涂料的填充速率不同。

1.2.3停產特殊控制

長時間停產，涂料長時間得不到更新，剪切力作用和助劑揮發的影響會逐步顯現。某顏色黏度隨放置時間變化曲線如圖3所示。為降低影響，通常在長時間停產時，可采用間接性啟動循環泵的方式，如停泵10小時、啟動循環2小時，以此平衡漆沉積和剪切破壞的影響。再次啟動生產時，特別是停產5天以上，建議強制更新部分涂料，并加入助劑調整黏度至假期前水平；同時，對管路末端涂料無法循環部分，采用擠漆或模擬方式，消耗掉此部分涂料。

圖3 某顏色黏度隨放置時間變化曲線

1.3 噴房工藝參數控制

水性漆含水率通常超過60%，噴房參數直接影響涂層水分的初步揮發和涂料的流平。同時噴房的潔凈度直接影響車身的臟點顆粒數。因此噴房工藝參數控制是車身涂裝質量控制的重要環節。

1.3.1溫濕度

水性涂料含水量高，噴房環境溫濕度控制尤為關鍵。以外觀為例，溫度恒定時，濕度高對涂膜外觀有利；同理，相對濕度一定時，溫度越低越有利。因為溫度低、相對濕度高，水分揮發慢，涂料會充分流平，當然必須建立在不產生流掛的前提下。

噴房的相對濕度受外界溫濕度影響較大。以華南地區工廠為例，雨季和旱季，相同設備相同參數設置，噴房實際相對濕度會存在差異，雨季偏高，旱季偏低。為降低外界天氣影響，依據實踐經驗，一方面溫濕度設定在施工窗口中間值；同時可根據季節變換噴房新鮮風取風口位置，如雨季從車間廠房內吸取空氣。

車身表面溫度也很關鍵。特別是冬季，車身溫度會明顯低于噴房設定溫度，此時極易產生流掛缺陷。典型的鉸鏈流掛如圖4所示。車身溫度在線監測是有效的監控手段。針對固定流掛位置，除了噴涂參數調整，在漆前打磨線用砂紙打磨或用電吹風加熱是非常有效的臨時措施。同時，條件允許情況下，可適當提高打磨線空調設定溫度，以提前加熱車身。

圖4 典型的鉸鏈流掛缺陷

1.3.2閃干時間

水性涂料在進入烘房之前需要保證足夠的閃干時間，以防止針孔、漆泡等漆膜弊病的產生，同時可以增加漆膜的外觀平整度；但不宜保持較長時間，對于金屬或珠光漆來說，長時間的濕膜閃干極易導致漆膜失光。因此，一般涂膜閃干時間控制在5min左右。水性涂料水分含量高，流平性較溶劑型差，在噴涂工藝選擇上應盡量選擇一站式噴涂，以增加單層厚度來保證良好的流平。通常，素色漆或色差易控的顏色建議選用。

1.3.3潔凈度

噴房的潔凈度直接影響車身臟點顆粒數。作為高潔凈區，標準上，≥5um顆粒數應為0，濕板落塵纖維數應為0。為有效管控噴房潔凈度，以下幾個措施在實踐中有效：

(1) 風速風向控制。依靠循環風過濾系統維持噴房潔凈度。風速一般控制在0.2-0.5m/s，建議各站和門上粘接磁帶條，每天點檢風向符合圖紙設置要求。按周期或壓差更換過濾棉。

(2) 開門次數管控。污染物大部分都是人員帶入，因此盡量避免噴涂時進入噴房，管控人員進出噴房次數很關鍵?？稍陂T上安裝光電傳感器，自動記錄開關門次數，形成報表管控。自動降塵。人員進出噴房是無法完全避免的，即使做好穿戴防護，依然難免帶入污染物。建議制作機器人專用噴涂程序，在人員進入后、噴車前執行噴涂，利用漆的黏附作用快速除去污染物。

1.4 機器人管控

目前主流汽車噴涂線基本采用機器人噴涂的方式。噴涂質量的好壞是硬件與軟件參數共同作用的結果。因此需同時關注硬件維護和噴涂參數設定。

1.4.1 設備硬件維護

根據作者實踐經驗，影響噴涂質量的最核心部件為：旋杯、成型空氣環、空氣控制單元（空氣流量）、齒輪泵（涂料流量）。

旋杯影響油漆分散的好壞，重點關注：旋杯表面無明顯劃痕，旋杯邊緣杯齒完好無損。旋杯的損傷通常來源于拆卸維護過程中磕碰和油漆導致的磨損。人為損傷是可以通過管理避免的，如旋杯拆卸后單個存放，做好防磕碰措施，嚴格按維護操作步驟執行。為確保旋杯狀態合格，建議開班前安排目視檢查，如發現異常，及時更換。

成型空氣環是必須周期性維護的關鍵器件。因為長時間噴涂，漆霧會將部分空氣孔堵塞。在線判斷成型空氣環是否堵塞的最便捷途徑是噴幅測試，如圖5所示。合格的噴幅為規則圓形，且大小在規定范圍內。若某些空氣孔嚴重堵塞，圓形上會產生缺口。若部分堵塞，噴幅大小可能會超出規定數值。成型空氣環維護后，建議安裝到機器人上，先用手去觸摸確認每個空氣孔均有空氣吹出；然后做噴幅測試，確保在合格范圍內。為保障生產，建議空氣環能一備一用，且備用空氣環是經過測試合格的。

圖5 噴幅圖片，合格(左)，不合格（右）

空氣控制單元和齒輪泵分別保證空氣流量和油漆流量的精確性，而空氣和涂料是噴涂最重要的物料流。為保證精確控制，定期校準測量是必須的。

1.4.2 噴涂參數設定

噴涂硬件往往存在某些天生短板，或者噴涂硬件帶來的波動往往很難完全避免。此時，行之有效的方法之一是通過噴涂參數的優化設定來彌補。

連續的噴涂刷子間，噴涂參數應避免大幅度變化，包括空氣流量、涂料流量、電壓等。以后門窄邊漆泡弊病為例，缺陷圖片如圖6所示。從缺陷形態分析是色漆膜厚過厚導致的。缺陷率約20%，缺陷位置總膜厚120-145 μm之間，缺陷車膜厚普遍在135-145 μm，偏厚。更換硬件，缺陷狀態無變化；降級模式后，噴涂缺陷消失。最終通過排查仿形，基本鎖定原因為：設置噴涂參數時，空氣流量變化過大，可能導致空氣控制單元（ACU）不能反應過來，膜厚隨機偏厚。當調整空氣流量設置避免大幅度變化后，缺陷消除，所以設置參數時盡量避免頻繁變換。

圖6 后門窄邊漆泡弊病圖片

通過預先模擬的方式，提前發現缺陷。如漆量，可以通過設定參數比例為80%和120%，即模擬流量偏低或偏大的情況下，實際驗證噴涂狀態，以此提前評估風險。對于可優化參數的缺陷，提前優化參數；對于很難繼續優化的缺陷，制作高風險缺陷點清單，用檢查的方式來維持噴涂穩定性。

2 結 語

質量管控是系統工程，好的結果來源于好的過程。從涂料、輸漆循環系統、噴房工藝參數、機器人、烘房管控五個維度，總結了水性漆噴涂質量控制關鍵點，并給出行之有效的方法。希望能夠提供些實踐經驗，供各位同行參考。

 參考文獻（略）

作者 | 陳桂林，鄭曉旭，尹強

（一汽-大眾汽車有限公司）