譚輝（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州，545007）

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手工噴涂過程中保險杠質(zhì)量控制的研究

譚輝
（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州，545007）

文本針對保險杠在手工噴涂過程中所面臨的質(zhì)量問題，首先深入生產(chǎn)現(xiàn)場，調(diào)研了噴涂手工保險杠常用的工藝流程；接著針對某汽車廠保險杠的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)多個廠家的生產(chǎn)過程，包括保險杠注塑、噴涂過程的控制方法；最后總結(jié)了經(jīng)驗與教訓(xùn)，提出了創(chuàng)新方法，為高質(zhì)量、大批量生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

保險杠；手工噴涂；質(zhì)量控制

引言

汽車保險杠除了具有保護(hù)作用外，裝飾作用越來越大。為追求與車身外觀的協(xié)調(diào)，對保險杠色彩、造型的要求越來越高。在實際生產(chǎn)中，由于廠家的制造設(shè)備不一樣，控制方法也不一樣，生產(chǎn)的質(zhì)量也不一樣。為實現(xiàn)保險杠生產(chǎn)質(zhì)量高且穩(wěn)定的目的，形成適合批量生產(chǎn)、且保質(zhì)保量的控制方法尤為迫切［1］。本文通過對保險杠噴涂工藝的研究及總結(jié)，并將該方法指導(dǎo)生產(chǎn)，減少了過程浪費，降低成本，提高了質(zhì)量，創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。本文對現(xiàn)有產(chǎn)品控制及新產(chǎn)品開發(fā)具有指導(dǎo)意義。

1　保險杠噴涂過程主要工藝流程

保險杠噴涂以前一般采用“3噴2烘”的工藝［2］。隨著油漆的改進(jìn)，減少了底漆烘烤，現(xiàn)在普遍采用“3噴1烘”的方式，達(dá)到良好的外觀效果的同時，也降低對設(shè)備的要求，減少能耗和運行、維護(hù)成本，常用的噴涂工藝見圖1所示。

圖1　保險杠常用的噴涂工藝

其中前處理是對保險杠表面進(jìn)行清潔的過程，自動化的前處理包括預(yù)脫脂、脫脂、自來水噴淋、循環(huán)純水噴淋、純水噴淋、自動和人工吹水、烘烤等工序。前處理后的保險杠表面張力達(dá)到要求后，才能進(jìn)入下一道工序［3］。某些保險杠生產(chǎn)廠家為降低成本，也使用手工擦拭的方式對進(jìn)行清潔，人工擦拭時必須使用專門的無紡布和清潔劑。

2　手工噴涂過程保險杠質(zhì)量控制要點

噴涂是一個復(fù)雜的過程，主要包括噴涂底漆、色漆、清漆及烘烤。噴涂保險杠這樣的面積大且形狀復(fù)雜零件，如果任何一個參數(shù)設(shè)置不合理，都可能導(dǎo)致批量的不合格零件出現(xiàn)。

在實際生產(chǎn)過程中，由于成本、管理技術(shù)的限制，很多廠家使用人工噴涂作業(yè)的方式。具有開發(fā)周期短，設(shè)備投入少、運行費用低等優(yōu)點，但是由于人員操作穩(wěn)定性差，對噴涂過程管理的要求也更高。各個生產(chǎn)廠家的控制水平差異較大，為更好的保障生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性，總結(jié)形成一個適合批量生產(chǎn)且能保證質(zhì)量的噴涂過程控制方法尤為迫切。

2.1油漆及存儲

目前保險杠使用油漆主要是合成樹脂，作為生產(chǎn)廠家需要對油漆進(jìn)行進(jìn)貨檢驗及保持檢驗的記錄。油漆的主要性能指標(biāo)有附著力、顏色、硬度、耐磨性、流平性、光澤度、耐化學(xué)品能力、耐濕、耐溫、耐候性等，作為噴涂的三大重點控制點，油漆的進(jìn)貨檢驗就非常重要。見表1列舉了油漆最低的檢驗項目。

表2　油漆最低的檢驗項目

如遇到返工的產(chǎn)品，還需要噴涂到返工件上進(jìn)行檢測，見表1中序號5-7項目。同時，還需要對油漆每年送到第三方的實驗機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，以保證質(zhì)量的穩(wěn)定。油漆是易燃易爆物品，在存儲過程中，安全是首要考慮因素，存儲環(huán)境也有特殊要求，如通風(fēng)等。同時要滿足溫濕度的要求，以保證其質(zhì)量，表2列舉了油漆存儲時主要的環(huán)境要求。

表2　油漆存儲的主要環(huán)境要求

2.2前處理

保險杠成型后，由于脫模劑的使用、轉(zhuǎn)運過程中表面受到污染等原因，就需要對其進(jìn)行前處理工序，就是對零件表面進(jìn)行清潔處理，使其表面張力達(dá)到要求，也可以使保險杠的表面進(jìn)行活化，同時通過前處理對零件表面進(jìn)行除塵等，降低在噴涂過程中的顆粒等問題產(chǎn)生。

典型的前后保噴裝前處理工藝如圖2所示。

圖2　典型的前后保噴涂前處理工藝（其中，方框標(biāo)識的是必需的工序）

2.2.1打磨

注塑后，保險杠表面如出現(xiàn)不平整、劃傷等問題，就需要對其進(jìn)行打磨處理。需要打磨到位，否則容易在被打磨的保險杠表面出現(xiàn)打磨印，噴涂后更加明顯。使用砂紙打磨時，應(yīng)該注意兩點，避免影響噴涂合格率：（1）使用砂紙的順序，要先粗的砂紙再逐級降低砂紙的細(xì)度，否則保險杠表面就會有砂紙印痕，噴涂后就可以發(fā)現(xiàn)條狀的不平整印記；（2）打磨的手法，圓周軌跡的打磨能夠有效的降低砂紙印的產(chǎn)生，直線的打磨就容易出現(xiàn)打磨印。

2.2.2預(yù)脫脂、脫脂及水洗

脫模劑或油污等污染物影響油漆的附著，就必須使用脫脂工藝，將其表面的贓物去除，以達(dá)到理想的表面張力。在脫脂之后，由于保險杠表面還有脫脂液的殘留，影響后續(xù)的噴涂油漆附著和性能保證，所以還需要進(jìn)行純水的清洗，以保證表面的清潔。目前常用自動噴淋方式進(jìn)行脫脂，質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)拍快，適合大批量生產(chǎn)，但其對水、能耗需求大，運行成本較高，對藥劑的要求也較高，在某整車廠的保險杠生產(chǎn)廠家中使用較少。在保險杠水洗后還需要進(jìn)行烘干處理。烘干的溫度過高，就會導(dǎo)致保險杠受熱變形。但是溫度也不能過低，保險杠表面殘留水漬，影響噴涂的附著力等。

2.2.3人工清潔（擦洗）

由于設(shè)備的投入和成本的限制，某整車廠的保險杠生產(chǎn)廠家使用人工清潔（擦洗）的方式進(jìn)行脫脂。人工清潔要求注塑時毛胚禁止使用脫模劑等。使用專用的無紡布和清潔劑，將無紡布浸泡到清潔劑中，再按順序擦拭保險杠表面。無紡布及清潔劑需要定期更換。清潔劑易揮發(fā)和有腐蝕性，對人體有害，需要操作時戴防毒面具，使用專用手套。同時應(yīng)保證足夠的光線和通風(fēng)。對于人工清潔，其控制項目及內(nèi)容、要求見表3。

2.3油漆調(diào)整

油漆調(diào)整是將油漆中添加稀釋劑等，使之達(dá)到噴涂施工要求的粘度過程。手工噴涂由于運行成本等原因，無法實現(xiàn)對噴房恒溫、恒濕的控制，就要求油漆依據(jù)溫濕度的變化而進(jìn)行調(diào)整，這也是手工噴涂的難點之一。一般將噴房溫度范圍劃分為幾個段，分段調(diào)整油漆的粘度。本文通過總結(jié)經(jīng)驗，對調(diào)漆的過程控制要求進(jìn)行整理，見表4。

表2　人工清潔控制項目及要求

表2　調(diào)漆的過程控制要求

2.4手工噴涂

由于設(shè)備成本考慮，手工噴涂是目前某整車廠保險杠供應(yīng)商的主要生產(chǎn)方式，其設(shè)備運行、維護(hù)費用低，是實現(xiàn)“低成本”的主要保證。但是人工操作不穩(wěn)定，過程控制難度大，如何實現(xiàn)“高質(zhì)量”是擺在噴涂管理者面前的難題。本文主要針對手工噴涂過程的難點進(jìn)行匯總整理，總結(jié)控制方法及要求。

2.4.1噴槍使用及維護(hù)

噴槍是油漆霧化的工具，如果出漆口出現(xiàn)堵塞，就會出現(xiàn)出漆量不足、導(dǎo)致桔皮等問題，影響漆膜外觀、性能，所以噴槍保養(yǎng)和維護(hù)及其重要［4］。在生產(chǎn)過程中的控制要點是：使用前點檢，定期保養(yǎng)，見表5。

表2　油漆噴槍使用前點檢要求

噴槍在使用后要及時進(jìn)行維護(hù)，定期保養(yǎng)，避免結(jié)漆，主要的是清理及潤滑工作。

2.4.2噴涂過程

在手工噴涂過程中，需要控制的參數(shù)比較多，而且只要有一個參數(shù)未控制好，噴涂的零件就會出現(xiàn)質(zhì)量問題。

表6內(nèi)容依據(jù)控制的經(jīng)驗及優(yōu)化后，匯總了噴涂過程中需要主要控制點。

表2　手工噴涂過程質(zhì)量控制要求

其中噴涂槍距和走槍軌跡、走槍速度受噴涂員工的操作影響大，存在不確定性。噴涂時，需要定期進(jìn)行檢查糾正，要求（1）噴槍應(yīng)該與被噴涂面保持垂直，到被噴涂面距離應(yīng)該一致；（2）噴涂時要求平行于噴涂面移動，噴涂過程中噴槍移動不應(yīng)成弧形，以免每次噴涂痕跡重疊不均勻；（3）按規(guī)定噴涂速度走槍，太快的走槍速度會令油漆太干表面粗糙，容易產(chǎn)生桔皮，走槍太慢則較容易產(chǎn)生流掛等質(zhì)量問題，如施噴銀粉金屬漆時則更容易產(chǎn)生發(fā)花等不良效果。在噴涂前，應(yīng)該對噴槍進(jìn)行檢查，特別是對扇形的檢查，使用方法是：在平面放置一張白紙，在規(guī)定距離下，對白紙摳動噴槍的扳機(jī) 1 至2秒，使白紙表面形成一個橢圓形的油漆形狀。觀察橢圓形扇形的形狀，測量該橢圓的長、寬數(shù)值，與標(biāo)準(zhǔn)要求對比確認(rèn)噴槍扇形是否符合要求。關(guān)于手工噴涂的操作，還有一些技巧及方法。（1）噴涂時，人員應(yīng)站在工件一側(cè)，隨工件的移動和噴涂部位的不同而改變位置，頭部、眼睛與噴涂面成一定度角，并隨噴涂平行移動。（2）對于軌道式噴涂，所有噴涂路線應(yīng)平行路線局部，噴涂時用手臂帶動噴槍，手腕要有彈性，不能過于僵硬；對于機(jī)械式噴涂：整體噴涂時應(yīng)以身體帶動握槍臂膀，模仿機(jī)械手噴涂方式，并注意整體噴涂的姿勢及腳步的移動。（3）不可由手腕或手肘作弧形的擺動。

2.5油漆固化

保險杠油漆的固化主要方法是通過加熱方式是清漆中的樹脂和固化劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，形成漆膜的過程。在實際生產(chǎn)過程中有電熱輻射加熱，蒸汽間接加熱、燃燒對流加熱。其中蒸汽間接加熱是比較好的方式，通過間接加熱，減少空氣流動，從而降低顆粒問題，使用蒸汽作為熱源，也較為環(huán)保，同時節(jié)省能源，安全性也能提高。固化過程主要的參數(shù)是烘烤時間及溫度。按某油漆廠家給出的施工要求：在升溫階段，應(yīng)有8至10分鐘，以便讓清漆足夠的流平，減少桔皮等問題；在固化階段，溫度需要到80°C，時間需要≥30分鐘，這就爐溫曲線要求，見圖3，在生產(chǎn)過程中，需要開班檢查爐溫，生產(chǎn)過程中定期巡查，每周測量爐溫曲線和要求比較。如未達(dá)到要求，需要立即停線進(jìn)行整改。

圖3　烘烤爐溫曲線表

3　檢驗

檢驗是對噴涂后保險杠的質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)的過程［5］，對環(huán)境、人員能力要求較高。依據(jù)企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和生產(chǎn)過程，總結(jié)的檢驗控制環(huán)節(jié)見表7。

表7　檢驗控制環(huán)節(jié)

表7　檢驗控制環(huán)節(jié)

在檢查過程中，對檢驗人員的要求是：1）應(yīng)站在工件一側(cè)進(jìn)行檢驗。對于大件或不易搬動的零件，站位應(yīng)該檢驗部分不同而變化；2）眼睛視線應(yīng)于零件表面成一定的夾角，利用反射光線的凹凸變化發(fā)現(xiàn)零件表面的質(zhì)量缺陷問題；3）在檢驗過程中，要按一定的順序進(jìn)行檢驗，避免出現(xiàn)漏檢；4）檢驗后的零件應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)識，以便區(qū)分零件是否合格或需要返工。

3.1返工及返修

返工返修作為手工保險杠噴涂線的正常工序，各個整車廠家的要求也不一樣，某整車廠質(zhì)量控制要求見表8。

表8　返工返修控制點

3.2 手工噴涂常見問題

在實際生產(chǎn)過程中，很多廠家發(fā)生了比較多的質(zhì)量問題，造成了顧客的損失，降低了顧客的滿意度。顆粒、脫漆、桔皮和流掛問題，是噴涂過程中的主要外觀缺陷，占總?cè)毕輸?shù)的80%以上。本文依據(jù)實際工作經(jīng)驗和總結(jié)，將常見的噴涂缺陷及預(yù)防對策匯總。

3.2.1顆粒問題

顆粒永遠(yuǎn)是所有噴涂線最大的敵人，無論設(shè)備先進(jìn)或落后，管理好或差，噴涂線都會遇到一個問題就是顆粒。顆粒產(chǎn)生的原因很多，主要來自于（1）人員、物料、送風(fēng)系統(tǒng)和工裝等產(chǎn)生；（2）設(shè)備運行過程中產(chǎn)生；（3）油漆產(chǎn)生；（4）噴涂過程中產(chǎn)生。

對顆粒問題，最好提前預(yù)防，主要措施有：（1）檢查空氣過濾系統(tǒng)，更換過濾棉；（2）保證油漆攪拌和過濾；（3）做好保險杠的前處理、除靜電，確保表面無雜質(zhì)；（4）建立清潔管理制度，保證涂裝工裝、工作服清潔；（5）按要求控制噴涂工藝參數(shù)；（6）提高噴涂人員的熟練度，保證按要求操作。

3.2.2脫漆問題

脫漆有幾種形式，整個漆層與保險杠基材之間脫落或漆層與漆層之間脫落。常見主要原因有：（1）保險杠表面上被其他油脂等物質(zhì)污染；（2）使用了未經(jīng)驗證的底漆；（3）返工的保險杠打磨不充分；（4）底漆或面漆噴涂干噴，油漆膜厚太?。唬?）油漆或基材的問題。

脫漆的預(yù)防主要措施有：（1）保險杠進(jìn)行前處理或人工擦拭，徹底清潔干凈；（2）使用規(guī)定的底漆按要求調(diào)漆；（3）按油漆供應(yīng)商提供的油漆粘度和施工要求噴涂，滿足噴涂的厚度要求；（4）避免噴涂時干噴；（5）兩道油漆噴涂之間有充分的流平和揮發(fā)時間。

3.2.2桔皮和流掛問題

桔皮是漆膜流平時間不足和環(huán)境差導(dǎo)致，表面呈不均勻，類似柑桔皮一樣，目視有凹凸不平。流掛則是由于流平時間過長，油漆沿噴漆表面垂直流下導(dǎo)致，外觀上呈現(xiàn)小連珠、小液珠、甚至是小球滴等。這兩個是相互排斥的缺陷。桔皮和流掛常見的原因有：（1）噴涂距離或噴涂速度不當(dāng)造；（2）漆膜太薄或者太厚；（3）噴涂壓力不適當(dāng)；（4）不正確的油漆粘度導(dǎo)致；（5）使用了與噴涂溫度不配套的快干劑或慢干劑。

桔皮和流掛預(yù)防的主要措施有：（1）按照油漆的施工要求進(jìn)行噴涂；（2）應(yīng)根據(jù)溫度的變化調(diào)配油漆的粘度；（3）使用與溫度配套的固化劑或稀釋劑。

4　結(jié)語

本文從保險杠噴涂過程工藝出發(fā)，依據(jù)實踐經(jīng)驗，分析了問題，介紹了保險杠加工的質(zhì)量控制點，形成了有效控制項目及控制要求，匯總了一套切實可行且經(jīng)濟(jì)成本低的手工保險杠噴涂控制手段，為建立某整車廠的噴涂線審核要求提出了規(guī)范建議。

［1］童忠良.涂料生產(chǎn)工藝實例［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

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［5］齊祥安，劉曉佳等，涂裝系統(tǒng)分析與質(zhì)量控制［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

Research on Quality control of Bumper in Process of Manual Coating

Hui Tan
（Saic GM Wuling Co.，Ltd.， Liuzhou， Guangxi， 545007， China）

Text for the bumper in the manual spraying quality problems faced in the process， first go to the production site， the investigation of the spraying manual bumper common technological process；then according to the quality standard of an automobile bumper， according to the production process of a number of manufacturers， including bumper injection molding， spraying process control method， summed up the experience and lessons. Finally， the paper puts forward the method innovation， create the conditions for the production of high quality and large quantity.

Bumper； ManualCoating； Quality Control

E-mail: hui.tan@sgmw.com.cn

U463.6

A

2095-8412 （2016） 03-415-07

譚輝（1981- ），男，廣西北海，碩士，中級工程師。研究方向：供應(yīng)商質(zhì)量管理。