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        減少蒙皮類工件的噴漆“跑花”故障的驗(yàn)證研究

        2020-07-14 17:47:30牛麗娜梁巍
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2020年11期
        關(guān)鍵詞:過程控制故障

        牛麗娜 梁巍

        摘? ?要:針對(duì)化銑后蒙皮類工件漆膜表面出現(xiàn)“跑花”的故障缺陷,進(jìn)行系統(tǒng)性試驗(yàn),控制整個(gè)流程的要點(diǎn),通過對(duì)漆料自身的內(nèi)部原因和施工過程中的外部影響因素分析,找出問題的最終原因,并根據(jù)原因制定相應(yīng)的措施,固化操作流程,減少返工率。

        關(guān)鍵詞:“跑花”故障? 系統(tǒng)性試驗(yàn)? 過程控制? 固化操作流程

        1? 引言

        蒙皮類工件在噴漆后,漆膜表面經(jīng)常出現(xiàn)“跑花”缺陷,此類缺陷成批次性出現(xiàn),缺陷數(shù)量和頻率較高,導(dǎo)致返工率居高不下。重新返工的漆層不僅工序復(fù)雜,且返工后的漆層色差會(huì)影響外觀質(zhì)量,造成漆層超厚,存在掉漆風(fēng)險(xiǎn)。另外,大量的返工不僅造成浪費(fèi),影響直交件的包發(fā)以及裝配件后續(xù)工序的生產(chǎn)。因此,為了減少“跑花”缺陷的產(chǎn)生,通過開展系統(tǒng)性的試驗(yàn)進(jìn)行分析,制定相應(yīng)的控制措施,從而減少該類工件的返工率,提高一次交檢合格率,保證生產(chǎn)和發(fā)運(yùn)周期。

        2? 缺陷描述

        目前,蒙皮類工件的“跑花”缺陷分為兩種表現(xiàn)形式,它們分別為片狀“跑花”缺陷和點(diǎn)狀“跑花”缺陷,具體如下。

        2.1 片狀跑花缺陷

        在蒙皮表面,“跑花”缺陷在某一面積內(nèi)基本上成片出現(xiàn)。片狀跑花缺陷(圖1)主要產(chǎn)生于化銑保護(hù)膠直接接觸區(qū)域及其周圍,經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,未接觸過化銑膠的區(qū)域不會(huì)出現(xiàn)跑花缺陷。圖2為化銑保護(hù)膠附著與工件表面,去除該區(qū)域的化銑膠后,進(jìn)行溶劑清洗,噴漆后仍然出現(xiàn)圖1所示的片狀跑花缺陷。

        2.2 點(diǎn)狀跑花缺陷

        點(diǎn)狀跑花缺陷一般單個(gè)出現(xiàn),沒有片狀跑花缺陷明顯,但是往往又很密集。主要分為露底的跑花缺陷(如圖3所示),即在該缺陷處露出工件基體;以及不露底的跑花缺陷(如圖4所示)。

        2.3 “跑花”缺陷產(chǎn)生的機(jī)理

        對(duì)于“跑花”缺陷的產(chǎn)生,最根本的形成機(jī)理是由于涂膜和粘附在涂膜上的外來(lái)污染物,其二者的表面張力不同所導(dǎo)致的。一方面是由于漆料本身存在的張力梯度;另一方面是漆料或被涂工件受到低張力物質(zhì)的污染。下面分別對(duì)以上兩個(gè)原因進(jìn)行說明。

        2.3.1 張力梯度

        如圖5示,當(dāng)涂料噴涂到工件基體上,若含有溶劑的涂料表面張力為r1,基體表面張力為r2,此時(shí)r2>r1,不會(huì)出現(xiàn)跑花現(xiàn)象(即底材易濕潤(rùn),極易形成膜層)。隨著溶劑的揮發(fā),涂料的表面張力發(fā)生變化,由r1慢慢提高到r3,當(dāng)達(dá)到r2時(shí),涂層表面就有出現(xiàn)“跑花”的可能性。但當(dāng)涂料的表面張力達(dá)到r2時(shí),漆料粘度已極大,在沒有外界因素的干擾下,此時(shí)的表面張力不足以拉破已經(jīng)成形的涂層,就可以避免“跑花”缺陷。

        2.3.2? 張力物質(zhì)污染

        在涂料成膜的過程中,若受到外來(lái)污染,使?jié)衲ぶ写嬖诒砻鎻埩Φ陀谕磕さ念w粒、液滴等表面活性污染物時(shí),會(huì)在整個(gè)涂層表面形成張力梯度。此時(shí),以污染物為中心的表面上,涂料向外流動(dòng)形成凹坑。與此同時(shí)污染物拖拉表層以下的涂料(該部分涂料尚未干燥,具有一定的流動(dòng)性),如果濕膜較厚,里層涂料會(huì)移動(dòng)到表面補(bǔ)充凹坑,即形成不露底的“跑花”缺陷。如果濕膜較薄,里層涂料不會(huì)填補(bǔ)凹坑,即形成露底的“跑花”缺陷。具體形狀如圖6所示。

        綜上所述,避免“跑花”缺陷的發(fā)生,最主要的是要避免在涂膜表面形成時(shí)受到外來(lái)污染。也就是說,要保證整個(gè)過程中的清潔度,一是工件本身的清潔度要求,另一方面是整個(gè)流程中環(huán)境的清潔度要求。其次,再考慮在噴涂過程中是否存在操作手法和參數(shù)設(shè)置上的影響因素。

        3? 通過實(shí)際的生產(chǎn)試驗(yàn),分析低張力物質(zhì)產(chǎn)生的原因

        3.1 噴漆流程梳理,尋找關(guān)鍵控制點(diǎn)

        首先,通過實(shí)際的噴漆操作,梳理出整個(gè)噴漆流程并確認(rèn)關(guān)鍵點(diǎn)。

        由于蒙皮類工件的數(shù)量大,底面漆用量整套配制,即開即用,避免外來(lái)污染進(jìn)入漆料中,故在該漆料配制過程中產(chǎn)生外來(lái)污染的幾率較少,噴涂后基本上不會(huì)出現(xiàn)批次性的“跑花”缺陷。因此引起“跑花”的直接原因就主要集中在整個(gè)工件陽(yáng)極化噴漆的加工過程,包括人員、材料、環(huán)境、噴漆方法等方面。

        3.2 制定系統(tǒng)性的試驗(yàn)方案,并驗(yàn)證

        根據(jù)施工場(chǎng)所,首先對(duì)比噴漆廠房的設(shè)備和環(huán)境;其次,根據(jù)采用底面漆廠家的建議調(diào)整槍口徑,以及噴槍出漆量來(lái)改善“跑花”缺陷;同時(shí)從陽(yáng)極化到噴漆進(jìn)行全過程的跟產(chǎn)。

        經(jīng)過人員、設(shè)備、漆料三因素的正交對(duì)比試驗(yàn),得出的結(jié)論僅能間接證明良好的環(huán)境是減少“跑花”的最基本因素。再者,驗(yàn)證由于操作過程中,噴槍參數(shù)的設(shè)置及噴漆的手法問題是否會(huì)導(dǎo)致造成“跑花”缺陷。

        根據(jù)噴漆的噴槍口徑(1.3mm/1.8mm),出漆量大小進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),結(jié)果顯示調(diào)整噴槍口徑,以及噴槍出漆量能夠減少噴漆后“跑花”缺陷的數(shù)量,但不能完全消除“跑花”缺陷。同時(shí),為了驗(yàn)證噴漆前表面清潔度對(duì)“跑花”缺陷的影響,批次性地跟產(chǎn)了陽(yáng)極化過程,共9槽工件。分析是否是由于在陽(yáng)極化到噴漆停留和周轉(zhuǎn)的過程中造成工件污染。

        從跟產(chǎn)情況看,工件均進(jìn)行了充分的處理,滿足表面清潔度的要求。最終的噴涂均未在涂層表面出現(xiàn)“跑花”缺陷。其結(jié)果表明,氧化到噴漆的停留和周轉(zhuǎn)并非是造成“跑花”缺陷的原因,也就是說在滿足時(shí)間間隔下,無(wú)論陽(yáng)極化至噴漆的時(shí)間間隔長(zhǎng)短,無(wú)論采用何種水質(zhì)進(jìn)行清洗,均不會(huì)產(chǎn)生外來(lái)的污染物。

        3.3 試驗(yàn)結(jié)論

        以上試驗(yàn)結(jié)論,再結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況,確認(rèn)產(chǎn)生“跑花”缺陷的要因是外界低張力物質(zhì)污染所導(dǎo)致,通過對(duì)工件從陽(yáng)極化到噴漆全過程的跟蹤,排除了陽(yáng)極化及噴漆的過程中人為操作不當(dāng)?shù)囊蛩兀_認(rèn)了主要產(chǎn)生外來(lái)污染物的可能環(huán)節(jié)為:

        (1)在氧化過程之前產(chǎn)生的污染物并未在陽(yáng)極化過程中清洗干凈。

        ①噴漆前,未發(fā)現(xiàn)工件表面的化銑保護(hù)膠(硅膠)殘留(化銑保護(hù)膠無(wú)法由陽(yáng)極化過程清理去除),從而導(dǎo)致噴漆后“片狀跑花”缺陷。但該情況發(fā)生的幾率很少,隨著化銑噴膠質(zhì)量的提升,工件周轉(zhuǎn)速度的加快,膠層的失效現(xiàn)象幾乎可以避免,故在工件進(jìn)行陽(yáng)極化前,表面的膠層幾乎完全去除。

        ②工件在進(jìn)入陽(yáng)極化工序之前,需要對(duì)蒙皮表面劃傷進(jìn)行修復(fù)。目前修復(fù)方法使用潤(rùn)滑油(通常為硅基)修復(fù)后進(jìn)行打磨,打磨過程中潤(rùn)滑油污染整個(gè)工件表面。由于在修復(fù)過程中將潤(rùn)滑油嵌入工件基體,很難用清洗的方式去除,因此最終導(dǎo)致涂層表面“點(diǎn)狀跑花”缺陷。

        (2)噴漆廠房的環(huán)境不佳,導(dǎo)致涂層表面被污染。

        噴漆前后,工件表面被污染,清潔度不佳;低張力物質(zhì)由噴漆廠房和噴漆室空氣中的塵?;蚱渌N類的漆霧組成,但該因素不會(huì)造成大面積的“點(diǎn)狀跑花”缺陷,一般產(chǎn)生的“跑花”缺陷數(shù)量較少。

        4? 針對(duì)原因,制定措施,減少缺陷

        針對(duì)以上制定的實(shí)施措施進(jìn)行了效果跟蹤(共3批)。從陽(yáng)極化至噴漆的全流程中,以上措施的執(zhí)行情況良好,最終的噴涂結(jié)果均未在涂層表面發(fā)現(xiàn)“跑花”缺陷, 具體實(shí)施效果見圖7,改善前工件表面貼膠帶處為“跑花”缺陷,改善后工件表面消除“跑花”缺陷。

        5? 結(jié)語(yǔ)

        針對(duì)蒙皮類工件的“跑花”缺陷,經(jīng)過一系列的系統(tǒng)試驗(yàn),以及現(xiàn)場(chǎng)管理方面的梳理,從技術(shù)上改善,從管理上盡可能消除有害的影響因素,最終使得缺陷返修率下降了45%。有效減少了由于“跑花”缺陷引起的自檢返修,減輕了噴漆操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省了漆料等材料成本。最重要的是,通過試驗(yàn)和流程的固化,保證了涂層的質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 程美玲.涂裝使用技術(shù)手冊(cè)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

        [2] 張學(xué)殿.涂裝工藝學(xué)[M].北京化工工業(yè)出版社,2002.

        [3] 鄭天亮.現(xiàn)代涂料與涂裝工程[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003.

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