浅谈汽车车身涂装工艺毕业论文.doc

1、汽车涂装工艺浙江同济科技职业学院毕业论文浅谈汽车车身涂装工艺系 （部） 机电系 专 业 汽车制造与装配技术 班 级 汽配1301 姓 名 黄晓 学 号 1303010114 指导教师 林振华 2015 2016 学年第 2学期摘 要人要衣装，汽车也一样汽车涂装，就像每个人需要打扮一样，既要用心，也要给人留下深刻印象；让我们的外表焕然一新是非常的重要。汽车涂装在一个多世纪的汽车历史中，有当初的作坊式涂装发展到适应于大量流水生产的典型工业涂装，经历了多次质的变革，尤其在近20多年来。以汽车车身涂装为例。漆前处理磷化，涂底漆阴极电泳涂装实现自动化，涂中涂、漆面实现了静电自动喷涂（机器人喷涂机实现喷涂

2、无人化）、计算机智能化控制技术等高科技的应用，使汽车涂装成为高度自动化和现代化的工艺。涂层质量（外观装饰性和耐腐蚀性等）跟上时代潮流的要求，达到了和超过了汽车的使用寿命，车身保用期达到10年以上。涂装工艺成为汽车制造的主要工艺之一，得到人们的普遍重视。随着汽车市场竞争的不断加剧和汽车制造、修理技术的日益更新，基础涂装工艺已经引起了汽车制造商和维修服务人员的高度重视。种类繁多、规格齐全和功能良好的涂装材料，无疑会进一步促进维修质量的提高，促进汽车使用寿命的延长。 关键词：涂装发展、涂装工艺、维修质量、使用寿命目 录目录I第一章 概述11.1 本课题的研究内容11.2 课题研究的意义11.3 涂装

3、定义21.4 涂装三要素21.5 涂装一车间生产线概况3第二章 汽车车身涂装新技术52.1 性材料应用52.2 涂装新工艺应用52.3 汽车的新发展6第三章 汽车涂装工艺流程83.1 涂装前表面处理83.2 阴极电泳103.3 PVC密封和车底UBS133.4 中间图层喷涂143.5 车身面漆喷涂153.6 面漆修饰与打蜡16第四章 涂装过程中产生的涂膜缺陷及防治18 4.1 流挂18 4.2 颗粒18 4.3 露底、盖底不良19 4.4 咬起19 4.5 桔皮20 4.6 色差20参考文献19I浅析汽车车身涂装工艺第一章 概述1.1 本课题研究的内容我国汽车企业在运行过程中运用的技术、工艺、

4、材料和设备都较以前有了很大进步，但在基础涂装工艺方面还显得有些滞后。特别是在防锈措施上方法不是很多，许多只依赖于涂刷防锈漆。这样往往导致在焊接处及修复结合面等部位过早锈蚀，从而降低汽车局部车身使用寿命，甚至还会影响整车的安全性。近十多年来，涂装工艺及设备的进步主要体现在环保型涂装材料的应用，减少废水、废渣的排放，降低成本，优化汽车生产过程等几个方面。由于涂装材料的进步，车身涂层体系的设计也有了突破性的进展，几种典型的新涂装体系及新技术已经或即将用于工业生产。我国目前的涂装工艺及设备总体相当于欧美10年前的水平，有些企业在新涂装线上采用了一些当今国际先进水平的新设备。20世纪末，随着人们生活水平

5、和文化水平的提高，汽车用户对涂装的多样化，世界汽车市场竞争更加激烈；地球环境保护的要求逐年提高，因此需要进一步依靠技术进步完善工艺，提高涂装材料的利用率和降低成本。1.2 本课题研究的意义汽车涂装意义：保护作用，装饰作用，标识作用，特殊作用。1.保护作用汽车表面涂上涂料，就能保护汽车免受损坏，延长使用寿命。2.装饰作用车身颜色与车内颜色相匹配，与环境颜色相协调，与人们的爱好以及时代感相适应。使汽车具有更佳的艺术美。3.标识作用 涂装的标识作用是由涂料的颜色体现的。在汽车上涂装不同的颜色和图案区别不同用途的汽车。4.达到某种特定的目的应用涂料的特殊性能，使汽车具有特殊功用来完成特种作业或适应特定

6、的使用条件。1.3 涂装定义：指将涂料涂覆于（基底表面）物面上，经干燥成膜的工艺。有时也将涂料在被涂物表面扩散开的操作称为涂装，俗称“涂漆”或“油漆”（实际上就是涂布）。1.4 涂装三要素为使涂层满足底材、被涂物要求的技术条件和使用环境所需的工能，保证涂装质量，获得最佳的涂层，取得最大限度的经济效益，必须精心进行涂装工艺设计，掌握涂装各要素。涂装工程的关键，是涂装材料、涂装工艺和涂装管理这三个要素。在工业化流水生产的汽车涂装中抓住、抓好这三要素显得尤为重要。1.涂装材料涂装材料的质量和作业配套性是获得优质涂层的基本条件。在选用涂料时，要从涂膜性能、作业性能和经济效果等方面综合衡量，吸取他人的经

7、验，或通过实验确定之。如果忽视涂膜性能，单纯考虑涂膜的低价格，会明显地缩短涂层的使用寿命，造成早期补漆或重新补漆，反而带来更大的经济损失。如果涂料选用不当，即使精心施工，所得涂层也不可能耐久，如内用涂料用作户外面漆，就会早期失光、变色和粉化。又如含铁颜料的涂料在黑色金属制品上是好的防锈涂料，而涂在铝制品上反而促进铝的腐蚀。2.涂装工艺涂料工艺是充分发挥涂装材料的性能，获得优质涂层，降低涂装生产成本和提高经济效益的必要条件。涂装工艺包括所采用的涂装技术（工艺参数）的合理性和先进性；涂装设备和涂装工具的先进性和可行性，涂装环境条件以及涂装操作人员的技能、素质等。如果涂装工艺与设备选择和配套不当，即

8、使采用优质涂料也得不到优质涂膜，如果所选用的涂装工具和设备的涂着效率低，故障多，则势必造成涂装运行成本高、经济效益差。灰尘是涂装的大敌，高级装饰性的汽车车身涂装必须在除尘、供空调风的环境下进行。涂装操作人员的技能熟练程度和责任心是影响涂装质量的人为因素，加强操作人员的培训，提高人员的素质是非常必要的。近一二年来汽车制造厂家都不惜巨大的代价提高涂装线的机械化和自动化水平，目的是减少人为因素，确保涂层质量的稳定，降低返修率。3.涂装管理涂装管理包括工艺管理、设备管理、工艺纪律管理、质量管理、现场环境管理、人员管理等。在机械化、自动化程度较高、采用先进技术较多的现代化汽车涂装中，严格的科学管理显得非

9、常重要，尤其是从作坊式生产向工业化流水生产和卡车涂装向轿车涂装转移之机，注意和加强涂装管理这点显得很重要。我国的涂装技术和汽车涂料与国外先进的相比，差距不大，但落后的主要是管理。国内存在着马虎、凑合、迁就等消极管理态度是涂装不出优质、高级装饰保护性涂层的主要原因之一。我目前就是从事涂装质量管理这一块，在平时的工作当中我发现车间的员工往往都抱着马虎，凑合的消极态度，而且依赖性特别强，有一些漆面上的问题他们其实都能发现并解决，但他们自己就是不愿意自检，非得我们检验的发现了并要求他们处理，他们才高兴解决。这种态度不具有市场竞争和创名牌意识，要靠严格的科学管理和思想教育来克服。上述三要素是互为依存的制

10、约关系，忽视哪一方都不可能达到优质涂装的目的。1.5 涂装一车间生产线概况涂装为汽车生产四大工艺（冲压、焊装、涂装、总装）的第三个工艺。我所在的涂装车间以生产小型SUV，中巴，商务油漆车身为主。其主要生产单位有前处理，电泳，电泳打磨，底涂PVC，中涂，中涂打磨，面漆，精饰，调漆间及后处理。主要供应商基本上都是跨国公司，有上海凯密特尔化学品有限公司、湖南关西汽车涂料有限公司、杜邦红狮（北京）涂料有限公司、上海汉高表面技术有限公司、上海依多科化工有限公司、中国一汽吉轻阻尼板厂、3M中国有限公司、PPG等，他们分别为涂装车间提供前处理材料、电泳材料、阻尼板、PVC涂料、中涂漆、面漆及清漆等产品。由于

11、涂装车间是一个化工车间，所有的原材料基本上是化工产品，所以在生产的过程中会产生大量的废水、废气、废渣等工业三废。作为一个国家规模型企业，涂装车间严格执行国家的环保法律、法规，采用国际先进的工业三废处理工艺及设备对产生的废水、废气、废渣进行处理（详细说明废水、废气、废渣的处理工艺及设备），排出的工业三废都达到了国家的环保标准。目前，涂装一车间整车线主要生产小型SUV,中巴，商务油漆车身，目前单班产能只有10台（企业刚起步，产量不高。）油漆车身的主要颜色有珍珠白、香槟金、宝石蓝等。采用的是4C3B工艺。油漆车身AUDIT指标为1.6级，NAP值指标为68，可动率指标为95%，劳动生产率指标为10分

12、钟/台，计划符合率指标100%。但我所在涂装车间目前都还未达到这些标准。第二章 汽车车身涂装新技术2.1 新材料应用 以减少VOC和有害重金属为代表的环保型漆前处理材料和环保型涂料不断得到推广应用，在欧美，新涂装生产线已经全部普及应用环保型材料。在国内，国外独资及合资的涂料生产企业具备可在国内加工生产水性中涂和水性面漆的能力。欧、美、日等国的汽车合资企业和我国几大汽车公司新的车身涂装生产线多已经考虑应用水性中涂及水性面漆的可能性，有的已经开始应用水性中涂和水性面漆底色。总体上就车身涂装而言，前处理及底漆应用各国水平基本相当。中涂和面漆，北美高固体份涂料、粉末涂料较普及，水性涂料近几年也开始应用

13、。欧洲水性涂料应用较普遍，一代中涂已经开始被低成本转换概念中涂所替代，烘干规范和溶剂型完全相同，外观质量优于第一代；宽施工工艺窗的金属和塑料通用的水性底色开始应用、底色喷涂和罩光漆之间不需要红外烘干和冷却，可以降低设备和生产运行成本；2K高固化体份溶剂型或水性清漆应用比较普及，适应VOC排放要求的同时，抗擦伤性能进一步提高；粉末罩光漆应用不断改进，已经成熟，将进一步推广。为适应减少能源消耗和简化涂装工艺，降低涂装成本的需求，在过去的十几年中，低温低渣长寿命前处理药剂、低温固化涂料、UV固化涂料、耐UV电泳涂料、可多涂层湿碰湿喷涂的涂料和将中涂与面漆合一或将中涂与金属底色合一的涂料也得到发展和应

14、用。2.2 涂装新工艺应用所谓涂装新工艺主要是围绕新材料的应用对典型的涂装工序进行的一系列排列组合及优化。众所周知，涂装的主要工序包括漆前表面处理或准备、涂漆、烘干和后处理。随着相关技术的发展，现在，每种主要工序都有多种选择，不断满足汽车涂装的各种要求。1.粉末喷涂工艺。粉末涂料用作逆过程工艺中的外表底漆中涂、上述典型工艺中的中涂、抗石击涂层、面漆、罩光等。粉末喷涂突出优点是：无VOC排放，无喷漆废水产生，材料利用率高（98%以上），喷漆室空调新鲜空气用量低（只相当于液态涂料喷涂室的20%，80%喷涂室排风循环使用），大幅度降低运行费用。回收的过喷粉末与一定比例新粉混合用于第一道喷涂车身外表面

15、及车底，第二道喷涂纯净色粉于车身内外表面，第三道喷涂纯净色粉于外表面。这样颜色更换时不必清理喷涂室，系统完全可以实现回收粉和新粉的平衡，实现多种颜色的喷涂。最近，性能更好的 UV固化粉末清漆应用技术也已经趋于成熟，优良的抗擦伤性能和卓越的流平性，可使清漆厚度从现用的（5560）m减少到（3035）m，不但可以克服上一代粉末清漆必须厚涂的问题，而且UV固化工艺效率比加热固化提高了数十倍。2.二次电泳及耐UV电泳工艺。二次电泳工艺最早应用是在一般工业领域的高防腐和高耐候金属结构上，电泳工艺稳定可靠，一次合格率高，材料利用率高，设备投资少（不需空调系统），可节省费用48%，减少维修频次，此工艺用于车

16、身涂装，第二层电泳替代中涂，可减少了传统中涂的漆渣和VOC排放。DC公司曾经进行了车身涂装试验，在开发了耐UV厚膜电泳涂料后，使电泳和中涂合二为一成为可能，此工艺在环保和成本方面具有明显的优势，可以完全节省中涂生产线的投资及中涂涂装涉及的一切费用，同时提高了涂装的生产效率，可减少涂装生产过程车身占用数量。3.钢板和塑料制品一体涂装。车身的外饰件及部分覆盖件往往使用高分子材料（或高分子复合材料），由于传统的塑料涂装和金属涂装差异很大，一般不在同条线上进行，这样经常出现同一辆车不同材质零件的面漆出现色差的问题，多种控制色差的方法都不能彻底解决。随着材料技术和涂装技术的进步，现在可以在同一条线上进行

17、涂装，从根本上消除了色差。欧美一些汽车公司在某些车型上应用高性能塑料,可将塑料件直接装在白车身上，同金属车身一起涂装。可耐200的塑料翼子板可在电泳前或中涂前安装到白车身上，中涂面漆一体喷涂。4.涂装替代和电镀替代技术。模内复膜技术是为满足电子产品的塑料表面装饰层要求发展起来的新工艺，在汽车上也获得了应用。采用复膜技术制造的塑料覆盖件可直接装配。戴姆勒奔驰公司在法国汉巴赫的SMART工厂已经应用这项技术，车身金属结构可简化到只有底板和框架，这样大大简化车身涂装工艺，在降低涂装成本的同时，使涂装的VOC排放达到7g/m2左右。该技术在汽车内饰件（如仪表板等）装饰方面也可广泛应用。透明涂层注射成型

18、技术是一种透明聚氨酯树脂注射反应成型技术。该技术适用于汽车桃木、金属、碳纤维等材质的内饰件涂装和外饰件涂装，可取代传统涂漆工艺，大大简化工艺过程，提高效率，成本随之降低；无涂装废料、无气味，利于环保；涂层厚度均匀无缺陷；避免了传统涂装过程中的零件变形。5.新设备及相关技术应用。现在，可使被处理车身旋转的新型多功能穿梭机滚浸运输机和倒挂升降运输机诞生后，在解决了多种问题的同时兼具传统运输机的所有优点。多功能穿梭机可单独控制升降和翻转轨迹，可变处理时间，具有在一条生产线上实现多品种不同工艺的功能，完全符合自动化柔性涂装生产的要求。2.3汽车的新发展 现在世界汽车涂装生产管理的趋势已经朝着“专业化分

19、包管理”的方向发展。所谓“专业化分包管理”即汽车厂的涂装车间生产是由汽车厂、涂料厂、涂装设备厂或专门的管理公司共同管理。涂料厂深入到涂装生产线服务，直至交付合格漆膜，涂料价格不再按销售涂料的量计算。设备厂在设备维护和保养方面也可提供越来越多的服务，三废处理和车间清扫也有专业的管理服务公司。通过涂装生产服务，涂料公司能够直接获得第一手应用信息反馈，有利于其产品改进，另外按合格涂装成品的结算方式，促使涂料厂商更关注有针对性地优化涂料性能，降低单车材料消耗和提高一次合格率。第三章 汽车涂装工艺流程轿车车身涂装工艺过程流程图如下：前处理PT电泳ED转挂烘干强冷PVC密封底漆打磨底漆擦净EMU鸵鸟毛擦净

20、手工喷涂内表面中涂外表面ESTA自动机喷漆晾干烘干强冷钣金中涂打磨中涂擦净EMU鸵鸟毛擦净手工喷涂内表面色漆外表面ESTA+AIR自动机喷漆色漆手工喷涂内表面清漆外表面ESTA自动机喷漆清漆晾干烘干强冷修饰堵件安装面漆修饰交检喷蜡上线至总装。水洗电泳磷化后车身电泳烤炉烘干图3-1汽车涂装基本工艺流程图3.1 涂装前表面处理（PT）表面处理主要包括清除车辆表面的油污、尘土、锈蚀、以及进行修补作业时旧涂料层的清除等，以改善工件的表面状态，为下一步作业打下基础。其前处理具体包括，根据各种不同车辆受损情况对车身板件表面进行机械加工和化学处理。如磷化、氧化和钝化处理。 1. 前处理的目的（1）增强涂料的

21、附着力，延长涂层的使用寿命。（2）为涂层的平整、美观、光亮创造条件。（3）增强涂层和被涂物的防腐蚀能力。2. 前处理的要求（1）被处理的表面无油污、无锈、无氧化皮、无水份（唯独电泳可湿水膜入槽）。（2）无酸、碱、等附着物质的残留物。（3）表面有一定的适宜的粗糙度。（4）表面清洁度力争100%，并不允许裸手摸处理过的表面。（5）在一定的时间内（工艺规定）涂上底漆。3. 前处理工序过程（1）有机溶剂除油：用擦布浸200#溶剂、汽油等有机溶剂擦拭车身油污严重部位，特别是焊缝搭接部位。内部要多擦拭几次，尽量使焊缝内被溶剂浸润。（注：不要使过量溶剂，以免溅到皮肤上，特别是面部。擦布要定点存放，用后不要存

22、放在现场。）（2）高压水或清洗剂清洗：用高压枪清洗车身内外表面（清洗介质是水或清洗剂），高压枪的压力、流量，按其使用说明书规定调整，保证车身各部位全部冲洗到位，清洗结束后，及时关闭清洗剂输入泵，并把清洗喷枪放到指定的位置 。（注意：高压清洗剂喷枪清洗液不能喷到人身上，非操作人员不准进入高压冲洗现场。保证清洗流量充足，不能放空枪，清洗时间：12min；清洗液温度：室温。操作人员劳保用品齐全，符合安全生产和工艺规定）。（注：工序1、2根据条件可以选一选）（3）热风吹：车身进入前线入口处的热风幕，立即自动向车身吹热风（50左右）。使温度接近前处理各槽的温度，吹热风的时间由链速决定的（以下各工序时间均

23、由产量、链速生产节决定）。（4）热水洗：车身进入热水冲洗后，球状仿形管路自动向车身喷50的热水，对车身进行热水洗，喷洗压力为1.21.5bar，时间同链速12min。 工序4的设备：1.水槽根据产量可大可小，一般容量为68M3，由钢板焊制，带有循环、喷淋管路，泵、电机及配电系统，喷嘴等。（5）预脱脂：车身进入预脱脂区，喷淋系统向车身喷碱性脱脂液，温度在内4565，喷洗压力和喷洗温度同工序4。其它工艺参数由脱脂剂技术要求决定的，如碱点数一般在812pt。（6）脱脂： 车身进入主脱脂槽，一般均为全浸式的槽，大小是由产量、生产节拍决定的，其它工艺参数同工序5，这里要说明的是热水槽、预、主脱脂槽均装有

24、循环、过滤、除油装置，目的是净化槽液，增强除油效果。（7）水洗：车身经沥水区进入自来水喷洗区，喷淋压力等工艺参数同工序4，温度是室温。水洗槽体积是V=68M3左右。（8）表面调整：车身经沥水段进入表调槽。表调和目的是把车身浸入含有钛盐的溶液中，钛盐能改变金属表面的结构，使磷化膜结晶细腻，致密、均匀、表调一般采用全浸式，槽液的PH值一般为89.5,温度为室温。（9）磷化：车身由表调出槽后经沥水段进入磷化槽，槽液为含有锌、锰、镍等金属的磷酸盐溶液，车身进入后的目的是使车身表面形成一层含有锌锰镍等磷酸盐，能较大幅度的增加漆膜的附着力和耐腐蚀性、耐潮湿性，以至增强漆膜对被涂物表面的湿润性，喷-浸或者或

25、浸或喷等形式，磷化槽一般配有除渣、加热、喷淋等系统，目的是净化槽液，使磷化膜结晶均匀、致密，保证磷化质量。磷化的工艺参数是由是由磷化的技术标准和磷化方式决定的，可分为中温、高温和低温磷化。（10）磷化后水洗：车身出磷化槽后经沥水段后自来水洗两三次，方式可喷可浸、或喷浸结合。但最后一次冲洗须经新鲜自来水，循环水系统的喷淋系统同工序4，但温度为室温。（11）钝化：这主要是为磷化配套的工序，磷化膜在显微镜下看有针状、片状、棒状等，分子间有间缝，比较疏松，而钝化就是利用铬酸溶液对磷化膜进行处理，以提高磷化膜的致密性，以提高耐腐蚀能力。它的作用主要表现在以下两个方面：钝化可以填充磷化膜之间的空隙，让其更

26、均匀、致密。钝化还可以氧化磷化膜上的疏松部分，以让其更平整、致密。现在一般采用Cr3+或Cr6+的溶液，现在还出现了一种无铬的钝化剂，这也是钝化的发展方向。钝化采用全浸式，钝化液呈酸性，PH值=45，槽液也有循环过滤系统，一般在室温下进行的，钝化还有加料和循环统。（12） 钝化后水洗：车身出钝化槽后，经沥水段后进入水洗工序 ，有条件的场合自来水喷洗一次，再纯水浸洗，循环纯水、新鲜纯水各喷洗一次。工艺参数：自来水污染度1.5PT循环纯水电导30us/cm新鲜纯水电导10us/cm3.2 阴极电泳（ED）1.阴极电泳装置的组成阴极电泳涂装是油漆车间技术的核心之一。它是把前处理的车身表面泳涂上底漆，

27、主要是由下列装置组成：(1)电泳槽这是电泳的主要设备，根据车身体积和生产量可做容量不同的规格，年产在十万辆左右有可做成200吨左右容量电泳槽，36万的可做成150吨以内容量的电泳槽。其构造可分为主槽、副槽和附属保护设施。其作用主要是盛装电泳底漆和白车身在里面泳涂底漆。(2)电泳主动脉环系统和过滤系统是由管路、阀门、泵及过滤系统等附属系统组成。其作用主要防止电泳漆沉淀、变质，保持电泳漆清洁、均匀，并除去杂质。(3)加料装置由加料泵、管路、阀门（有的场合配有加料罐、搅拌器、过滤器和附属部件）。其作用主要是向电泳槽中补加电泳漆，即颜料、基料，以保持槽液中的成份配比稳定。(4)超滤系统超滤可以理解成是

28、一种过滤方式，不过，这种方式有些特殊，它只能让小分子（水、溶剂、小分子量物质和杂离子物质）透过，而大分子（涂料）无法透过。过滤器采用的是半透性膜。超滤系统由循环管路、阀门、泵、压力表、流量计、超滤膜、过滤器等组成，还有管路联接件等控制系统。超滤量一般2.05.0m3/h。主要作用是净化槽液、回收涂料、为后冲洗提供水。(5)电泳槽液温度自动控制系统由于车身电泳时是放热反应，还有搅拌循环时产生热量，车身进入电泳槽时带入热量，所以电泳槽液的温度会上升，为保持工艺温度在281，故需要制冷系统。制冷系统是由泵、管路循环系统、阀门、换热器、制冷机组、冷热水槽和冷却塔等组成。(6)阳极液系统这是由阳极罩、极

29、板、管路循环系统、阀门、泵、流量计、电导仪、电缆、阳极液贮存槽及附属部件组成，分为板式阳极和管式阳极。阳极可以与车身形成高压静电电场，使带电涂料粒子形成定向移动，把工件表面涂上漆，并使小分子杂质（游离酸等）透过阳极膜随阳极液带走，起净化槽液作用，也起调整槽液的PH值和电导的作用。(7)直流电源该系统是由供电电源、电缆、阳极板、阳极系统、电控柜、电流表、电压表及附属部件组成。它为电泳提供电场、电流、电压，是电泳的主要设备。工件的通电方式有带电入槽和全浸后通电两种方式，电压和控制有恒电压和变电压两种方式，变电压又分为连续式和分段式，德国一般采用段式电压。(8)电泳后冲洗系统该系统是由各类水槽、喷洗系统、泵、喷嘴、过滤器、循环管路、喷槽和浸槽等组成。喷洗方式有两种，一种是UF液，一种是去离子水。两种水洗方式都采用浸喷结合的方式。这两种方式都是由闭