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涂装车间工艺培训教材技术组撰稿者：刘 继 华 日 期：2005年12月1日,教 材 内 容 简 介,汽车已经成为现代化的主要交通工具，其外表面有90以上是涂装面，涂层外观、鲜映性、光泽、颜色等的优劣是人们对汽车质量的直观评价，另外，涂装也是提供汽车产品的耐腐蚀性和延长汽车使用寿命的主要措施之一。因为在汽车制造行业越来越重视产品的涂装，并且成为汽车制造最主要工艺过程之一。本教材从涂装的工艺流程入手，阐述了一辆白车身如何在涂装车间中进行各道工序的处理，最后合格入总装的流程，主要分以下几大块阐述：前处理工艺、电泳工艺、PVC工艺、自动机喷涂工艺、常见油漆缺陷产生机理及其防治。,目 录,教材内容简介1涂装前处理:2一、概述2二、组成2三、主要部件特性介绍3四、喷枪使用4-5五、空气喷枪操作三要素6六、空气喷枪日常维修保养及清洗7-12涂装电泳知识:13 一、概述13二、组成13三、主要部件特性介绍13四、高压喷枪机件组成及名称14五、高压喷枪使用注意事项15六、高压喷枪维护保养及拆装步骤16-19七、高压喷枪故障检测和排除方法20,PVC知识介绍21一、概述21四、挤胶枪机件组成及名称22五、挤胶枪使用注意事项23六、挤胶枪维护保养及拆装步骤24-25七、挤胶枪故障检测和排除方法26自动喷涂机工艺介绍27一、概述27二、主要组成部件27三、震荡打磨机使用操作步骤28-29四、抛光机（偏心打磨机）使用操作步骤30-31常见油漆缺陷及其防治27一、概述27二、主要组成部件27三、震荡打磨机使用操作步骤28-29四、抛光机（偏心打磨机）使用操作步骤30-31,脱脂剂的组成,无机盐和碱分散作用，对已脱去的油污部分乳化 碱高的pH值皂化作用 硅酸盐改善负荷能力，在表面能形成硅酸盐膜，有缓蚀作用 磷酸盐除去色料，形成磷酸盐膜 硼酸盐铝材的清洗 碳酸盐稳定pH值，弱碱性产品中的主要碱性成分 有机成分,脱脂剂的组成,无机盐和碱 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“卷裹”机理,卷裹,影响清洗效果,化学品,机械作用,处理温度,处理时间,处理方法(浸渍，喷淋),处理时间槽液污染程度,清洗剂的种类浓度,处理稳定基材和污染物,不同汽车板材的磷化晶貌,800 X,EG,HDG,CRS,磷化反应机理(一),微阴极,钢板,FeFe2+2e,微阳极,2H+2e H2,扩散层,磷化液,Fe2+,Zn(H2PO4)2,锌磷化的反应机理(二),阴极区域：Fe Fe2+2e阳极区域：2H+2e H2 or O+H2O+2e 2(OH)成膜反应：H3PO4+Zn(H2PO4)2+Fe(H2PO4)2+Fe Zn3(PO4)2+Zn2Fe(PO4)2+ZnHPO4+FePO4磷化膜：Zn3(PO4)2;Zn2Fe(PO4)2(4份水)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(三),铁磷化反应平衡：6Fe+8NaH2PO4+3/2O2+3H2O 4FePO4+2Fe(OH)3+6H2+4Na2HPO4铁磷化膜的主要成分：Fe3(PO4)2*8H2OFe3O4其它化合物,促进剂的作用机,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。Fe2+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,封闭，致密的磷化层均匀，细小的磷化膜无挂灰和二次磷化层柔软性耐腐蚀性,磷化槽液的分析,分析项目：,Free acid游离酸Total acid总酸Accelerator(e.g.Nitrite)促进剂Zinc锌离子Manganese锰离子Nickel镍离子Iron铁离子Fluoride(Aluminium)氟离子(铝离子),磷化膜性能,项 目 基准值 试验方法1。外观：平整，均匀，致密目视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：2mmDIN 5316712。湿热试验：无锈，不起泡DIN 50017 sk13。化学品理论消耗量：Ridoline5-10g/m2Fixodine0.05-0.1g/m2Granodine12-15g/m2,不同磷化处理的腐蚀试,磷化工艺膜重(g/m2)油漆扩蚀薄膜铁磷化0.2-0.410-20厚膜铁磷化0.4-1.0 3-7厚膜铁磷化+钝化0.4-1.0 1-4锌磷化+钝化 2-5 1*504小时盐雾(DIN 50021)后的结果。在磷化+粉末涂料的基板上划叉。,钝化的机理,由钝化封闭磷化膜孔隙,基材,基材,磷化膜,孔隙的底部被钝化 磷化膜表面铬化反应,无铬钝化剂,Parcolene 90原理：在磷化膜表面形成一层100埃的聚合物覆盖膜。这层覆盖膜能与磷化膜螯合，并与油漆交叉连接。作用：1.封闭磷化膜孔隙，提高耐腐蚀性能。2.为后续油漆提供一个微酸性的表面，加强油漆与底材的结合力。,无铬钝化剂,优点：无致癌物质 不需单独的废水处理 具有同含铬钝化剂相当的处理效果 对铝材的处理效果更佳 通过离子交换处理，水洗水能循环使用,特性：含锆化学品配槽浓度：0.25在室温下也能工作须用不锈钢设备,Deoxylyte 54 NC,水洗水,举例:m=10 ml/m?表面Co=25 g/lCx=0.01 g/l 稀释比例=1:2500,消耗量:1 个水洗槽25.00 l/m2表面2 个水洗槽0.50 l/m2表面3 个水洗槽0.14 l/m2表面,水洗水的作用,洗净工件表面的化学残留物，避免对下道工位的不良影响；降低工件的温度；使工件保持湿润。,常见的故障处理(一),脱脂工位脱脂不彻底采取的措施 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；,常见故障的处理(二),表调工位表调无效或 低效；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/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；,常见故障的处理(三),磷化工位可能的原因膜重太重表调失效；游离酸太低；温度太高；总酸太高；严重的表面处理；底材活性的变化；磷化槽液循环太弱；膜重太轻温度太低；促进剂太低；(CRS)高游离酸；表调太强；工件干燥；底材内在的问题；晶粒尺寸太大表调较弱；与底材有关；金属表面处理过；工件干燥；高游离酸；低促进剂；,磷化工位可能的原因黄色锈膜促进剂太低；游离酸太高；工件干燥；工件被氧化；悬链故障；底材钝化；停线；表调太弱；水平条纹层流太弱；停线；“束状”图纹不适当的循环/搅拌；“条纹”脱脂不彻底；工件干燥；底材的内在影响；游离酸太高；镀锌板“烧焦”表调太弱；脱脂侵蚀过度；“蓝膜”表调太强或太弱；脱脂不彻底；水洗不充分；工件干燥；与底材有关；促进剂浓度偏离；,什么叫电泳涂装？,ED：它是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽中作为阳极（或阴极），在槽中另设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通一定时间的直流电，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法。AED：被涂物为阳极，所采用的电泳涂料是阴离子 型（带负电荷）。CED：被涂物为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型（带正电荷）。,电泳涂装的发展简史,1809年，俄国科学家列斯首先发现了胶体粒子在电场作用下产生电泳的现象。1960年，英国的卜内门公司和里兰公司共同研制成功阳极电泳涂料。1963年，福特公司在PPG公司的帮助下，建立了世界上第一条完整的电泳涂装线(阳极电泳）。1969年，美国在电泳涂装线上成功引入超滤技术。1971年，PPG公司的第一代阴极电泳漆投入应用。1976年，通用公司成功采用PPG公司的第二代阴极电泳漆。80年代，美、德、日等开发出厚膜型阴极电泳涂料。90年代，环保型阴极电泳涂料投入应用。,阴极电泳涂装机理,阴极（被涂物）2H2O+2e-2OH-H2 R-NH+OH-R-NH2O（水溶性）（水不溶性）阳极（极板）2H2O4H+4e-O2,阳极电泳涂装机理,阳极（被涂物）2H2O4H+4E-+O2 R-COO-+H+R-COOH（水溶性）（水不溶性）MeMen+ne-RCOO-Men+（R-COO)nMe 析出阴极（极板）2H2O2e-2OH-H2,CED涂装示意图,电泳涂装的四个过程,电解：水在通电时产生分解，在阴极上放出 氢气，在阳极上放出氧气。电泳：带正电荷的胶体树脂粒子和颜料粒子 在电场的作用下向阴极移动。电着：漆粒子在电极上沉积析出的现象。电渗：在电场的作用下，涂膜内部所含的水 分从涂膜中渗析出来而移向槽液，使涂膜脱水。,目录,1：电泳涂装的发展史2：电泳涂装机理3：阴极电泳涂装的优点及局限性4：电泳涂装术语5：几种常见的电泳弊病及解决方法,阳离子水溶、水不溶原理,CED固化反应,CED用语（1）NV,Non Volatile（不挥发份、固体份）的简称，表示在涂料中的树脂及颜料的重量比率。NV过高时出现的问题有：二次流痕、膜厚增加、涂料回收率下降。NV过低时出现的问题有：膜厚降低、泳透力下降。,CED用语（2）灰分（ASH）,表示固体份中颜料的重量比率（%）。由于槽内颜料沉淀导致ASH下降时，涂膜易产生颗粒，过滤器易堵塞。ASH过高出现的问题有：膜厚降低，涂膜水平面失光、涂膜粗糙。ASH过低出现的问题有：抗缩孔能力下降，泳透力下降。,CED用语（3）比电导度,表示相距1cm的极间（面积1cm2的阴-阳极间）的电导度（s/cm），值越大，导电能力越强。电导率过高出现的问题有：镀锌板上易出现针孔、破坏电压降低、产生桔皮。电导率过低出现的问题有：槽液稳定性下降、膜厚下降。,CED用语（4）MEQ,表示涂料中的100g固体份所耗中和剂的毫克当量，是槽液的重要参数。MEQ过高出现的问题有：膜厚、泳透力、破坏电压下降，镀锌板易出现针孔，腐蚀涂料循环管道等设备，U/F水洗工序易出现涂膜再溶解等。MEQ过低出现的问题有：槽液稳定性下降，U/F透过量下降。,CED用语（5）PH值,是氢离子的浓度指数，值越小酸性越强。PH范围：0-14，PH=7是中性，通常CED在6.0-6.7之间，为弱酸性溶液。PH值过高出现的问题有：槽液的稳定性降低涂料沉淀、凝聚堵塞过滤，产生颗粒。PH值过低出现的问题有：腐蚀涂料循环管道等设备，库仑效率降低、破坏电压降低，用U/F水洗出现再溶解。,CED用语（6)溶剂含量,表示槽液中有机溶剂的总重量百分数（%）。溶剂含量过高出现的问题有：泳透力、破坏电压下降，膜厚增加，易产生桔皮。溶剂含量过低出现的问题有：膜厚降低，涂膜干瘪。,CED用语（7）库仑效率,表示耗用1库仑的电量析出的涂膜重量（mg/c)影响库仑效率的因素有：溶剂含量、NV、MEQ、ASH、槽温、施工电压等。,CED用语（8）分极,电泳析出时单位面积上的电阻值（k cm2）。分极值过大产生的问题：膜厚降低，涂膜显得干瘪。分极值过小产生的问题：泳透力降低，膜厚偏厚，涂膜粗糙。,CED用语（9）泳透力,是测定电泳涂膜膜厚分布均匀程度的方法，主要显示车身内腔等电场难以达到的部位的上膜能力。常用的测量方法有：关西管式法、福特盒法、关西四枚盒法、三菱法、一汽管式法等。,CED用语（15)隔膜电极,利用法拉第原理除去槽液中过剩的中和剂（阴极电泳：有机酸），保持槽液中的酸浓度（MEQ）的稳定。极液中有时因细菌繁殖而生成的淤泥状物堵塞极液配管，此时要定期加抗菌剂。极液中的酸浓度的管理可通过对比电导度的管理自动进行。对于HB-2000，阳极液的比电导度宜控制在400600s/cm。,CED用语（16）极间距,表示阳极（电极）和阴极（被涂物）的距离。极间距过长，由于槽液的电阻大，被涂物的实际外加电压下降；相反，极间距过短，易引起被涂物局部电流集中，从而发生涂膜破坏。通常，极间距要设计在30cm以上，另外，带电入槽时，从被涂物入槽部到第一个阳极的距离短的话，易产生涂膜阶梯、颗粒等弊病。,CED用语（17）超滤（U/F）,通过对槽液加压过滤，把得到的滤液作水洗水使用，以回收被涂物带出的涂料。U/F膜的孔径为10A0.1，透过U/F膜的树脂成份的分子量约500以下。槽液中的杂离子（特别是Na离子）蓄积过多时，可通过排放超滤液来排除。,CED用语（18）更新周期,补充涂料的累计固体分与槽液固体分相等时称为一个更新周期（T/O）。一般若是0.2T.O./月以上的话，不需要定期添加溶剂。更新周期太长的槽液易老化，上膜能力下降。,CED用语（19）涂料置换率,涂料置换率（）（1eT.O）100,CED用语（23）通电方式,电泳槽有通过式和间歇式两种，通过式适用于产量大的生产线，间歇式适用于产量在2000台/月以下的生产线。通电方式有带电入槽和入槽通电两种。通电又分为慢速通电和急速通电。急速通电：从一开始就将电压升到施工电压的方式。此方式冲击电流值较大，故应选择量程较大的整流器。慢速通电（软起动）：慢慢地上升外加电压的方式。例如：用30秒时间慢慢地从0V升到250V。实际生产线上一般采用2段通电或3段通电方式，第一段用慢速通电方式，以获取光滑涂膜；第二段（第三段）采用急速通电方式以获取高泳透力。,CED用语（24）脉动率,表示整流器的直流变换精度。用于电泳工艺中，脉动率必须在10%以下，最好在5%以下。例如：设定电压为250v，脉动率为10时，实际施加的电压为225-275v。脉动率过高时出现的问题：镀锌钢板易产生针孔，涂膜被破坏等。,CED用语（25）表面流动电位,实际通到电泳槽内的被涂物上的电压。它受极间距的影响。可通过仪器（例如杜邦“潜水艇”）测量被涂物上某一位置的表面流动电位随时间的变化情况，对研究涂膜的表面状况和泳透率很有帮助。,CED用语（26）盖尔分率,表征涂膜固化程度的指标。测量时，将烘烤后的ED试板于20下浸泡于乙二醇乙醚/MIBK1/1的混合溶剂中，24hr后取出，于105下烘烤30min以挥发掉表面的溶剂。根据浸泡前后的ED膜的重量即可计算出盖尔分率。盖尔分率（）浸泡前后ED膜的重量差/浸泡前ED膜的重量100一般，盖尔分率大于90即可认为ED膜已经固化充分。,关西ED发展历程,CED的发展方向,1.无铅环保型CED2.高耐气泡针孔型3.耐石击型CED4.高耐候型CED,ESTA 自动喷涂原理,喷涂参数对于喷涂的作用和影响,雾化效果,喷涂效果,-,.,漆料的物料性能,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：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构膜厚,ESTA 喷涂原理,1.概述,回流,涂料输送装置,阀门,成形空气,电机气流,回流阀门,ESTA 喷涂原理,1.概述 ESTA 静电喷涂的整个工艺可以划分为四大部分：漆料的雾化 静电的加压 将雾化后的漆粒从雾化装置喷射到被涂物体，成膜,ESTA 喷涂原理,1 旋转式喷杯喷涂示意图,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,ESTA 喷涂原理,2.雾化工艺2.1.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。FZ=m w2 R=m(2 p n)2 Rm Masse;R Radius;n Glockendrehzahl;Lackdichte;Wineklbeschleunigung,ESTA 喷涂原理,2.雾化工艺,2.2.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。,雾化工艺 2.2.旋转式喷杯的雾化原理 采用旋转式喷杯的雾化喷涂装置，可以根据喷涂条件进行调节，以实现下 例各个离解机制:漆滴雾化 线状分解 多片式雾化（片层状、涡流状）,ESTA 喷涂原理,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,Formation of droplets from filaments,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,旋杯雾化曲线：,ESTA 喷涂原理,3.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 KV,ESTA 喷涂原理,3.涂料加压机制,直接加压,间接加压,ESTA 喷涂原理,3.涂料加压机制旋转式喷杯喷涂示意图,喷杯,喷射漆流,包覆效应,工件,ESTA 喷涂原理,3.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 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。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 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 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。,ESTA 喷涂原理,3.涂料加压机制 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 强度与漆粒上的电荷量。F=Q E E=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 运动速度。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，此时被涂物体表面部位的磁力线密度较高,尤其是在折角、边缘部位的锐角 处，会使得涂料的上漆率增加，从而导致此处涂层表面出现流挂、气泡、发花等缺陷。,静电场的电力线分布,ESTA 喷涂原理,涂料加压机制 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，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,涂料加压机制 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 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小的 降低。,ESTA 喷涂原理,4.漆粒的运行4.1.影响参数 外部作用力：质量惯性（离心力）电场产生的电力 重力（质量产生的重力）空气动力-成形空气-喷漆室内的空气流动（空气沉降速度）,ESTA 喷涂原理,4.漆粒的运行4.1.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，漆粒传递过程以及旋杯 结构对于以下几项性能参数有一定的影响和作用。漆粒的分离效果喷射漆流的膨胀程度漆粒在喷射流中的停顿时间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喷涂有效系数喷射漆流的均匀程度 喷射漆流的速度 漆流的密度,ESTA 喷涂原理,4.漆粒的运行4.2.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）以及喷杯的结构形状，对于漆粒的运行轨迹起着决定性的作 用。,ESTA 喷涂原理,漆粒的运行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漆对象的 途径也有一定影响。,ESTA 喷涂原理,漆粒的运行4.4.漆粒的运行轨迹 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，漆粒回流的程度会在电压被切断的瞬间急剧增大。,ESTA 喷涂原理,4.漆粒的运行4.4.漆粒的运行轨迹 Lit.:Scholz,T.;Experimentelle Untersuchungen zur Mehrphasenstrmung im Sprhkegel eines elektrostatisch untersttzten Hochrotationszerstubers;Fortschritt-Berichte VDI;Reihe 7 Strmungstechnik;Nr.346,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圆锥形喷射流中轴向的回流漆粒流,ESTA 喷涂原理,4.漆粒的运行4.4.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（如污物）。,ESTA 喷涂原理,漆粒在喷杯范围内的运行4.4.漆粒的运行轨迹 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，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气的量，可以在一定的程度上缓和这 一现象。,ESTA 喷涂原理,粒径的分布 采用空气雾化装置进行油漆喷涂时，小颗粒漆粒容易随着物体表面气流方 向的转换而变化运行方向，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，故不易偏离其运行轨道。（10 m漆粒到达被涂面约 10%,40 m 约80%.）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。,ESTA 喷涂原理-5.粒径分布,BASFCoatings AG,ESTA,Pneumatic空气喷涂,Overspray 过喷涂,Effect pigments(for ex.Aluminium flakes)效应颜料（铝粉）Pigments with low density 低的颜料密度Pigments with high density 高的颜料密度,空气雾化装置与旋转式雾化装置的区别,8,10,12,14,16,18,20,金属铝的颗粒含量,气压 5 bar 270 ml/min,气压 5 bar 540 ml/min,ESTA-HR 30000/min 100,ml/min,湿的样漆,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,1.概述在评价喷漆设备油漆喷射质量时，应注意以下几项性能参量:油漆漆粒大小及 分布均匀程度 喷漆过程中，喷杯圆锥雾粒的形状 喷射流中漆粒的速度及分布 喷杯圆锥内漆粒的速度 喷漆时的油漆漆粒密度 漆粒在冲击油漆物体表面时的脉冲 油漆漆粒的动能 漆粒相互碰撞的频率,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,1.概述高速旋杯的漆粒运动速度,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,-50,0,50,100,150,Spraymitte,Sprayrand,mm,m/s,漆粒运动的平均速度,漆粒在喷射漆流中的位置,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,1.概述,旋杯漆粒大小的分布,0,2,4,6,8,10,0,20,40,60,80,100,漆粒大小,总数,%,m,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,2.涂料流量对于喷涂效果的影响,m/s,mm,旋杯漆粒运动的速度,200,100,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,2.涂料流量对于喷涂效果的影响,mm,m,200,100,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,2.涂料流量对于喷涂效果的影响涂料流量的加倍会加重喷射漆流中央漆粒的回流现象，并使得漆粒回流的 区域范围有所扩大。在成形空气量的恒定不变情况下，喷射漆流的宽度会从240 mm扩大至280mm。（喷射距离为200mm）涂料流量的增大对于漆粒直径没有太大的影响，涂料流量的加倍只能使漆粒直径扩 大约1.52m,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,2.旋杯流量对于喷射漆流的影响增大涂料的流量，其主要表现为圆锥形喷射漆流的宽度增加，漆流的密度 增大（漆粒总数；漆粒流的密度），同时，产生的粗颗粒的漆粒的比例也 会相对有所下降。将涂料的流量增大一倍，以上三种现象的划分比例为：漆粒的直径从38.5增大至40 m：占10 左右 喷射漆流的宽度从240扩大至约280mm：占40 左右 漆粒流的密度增大：占50 左右,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,3.成形空气对喷涂效果的影响,m,cm,蓝125,红100,绿70,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,3.成形空气对于喷涂效果的影响随着成形空气释放量的降低，圆锥形喷射漆流的宽度有所扩大。成形空气的量达到70 NI/min 时，喷射漆流的中心位置上的涂层厚度会较周围来得小，即 形成一个涂层凹陷，这一现象可以通过适当扩大漆流回流区域来抑止。随着成形空气量的加大，喷射漆流中央部位上的涂层厚度会有明显的增加，这一现象可以通过减小漆粒回流来抑止。,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,4.电压高低对喷涂效果的影响,电压值为0 kv,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,4.电压高低对于喷涂效果的影响,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,4.电压高低对于喷涂效果的影响,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,4.旋杯电压值的高低对于喷涂效果的影响 如不对设备施加高压，则会在喷涂过程中导致巨大的漆流回流现象，油漆物体表面会因此出现明显的涡流。随着电压的逐步升高至40 kV，圆锥形喷射漆流的宽度会有明显增加。回流漆粒的数量也会有所减小，油漆物体表面的涡流现象也会相应减轻。随着电压的进一步升高至80 kV，圆锥形喷射漆流的宽度会进一步扩大，但不如电压从0升至40 kV时，宽度增大来的明显，回流漆粒的数量也会进一步减小。,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,4.旋杯电压值的高低对于喷涂效果的影响,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,5.采用不同结构的喷杯，所形成的涂层厚度分布（理论状态下）,喷射漆流的中心对称轴,大号喷杯,涂层厚度,小号喷杯,在圆锥形喷射漆流中的位置,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,5.喷杯结构对于喷涂效果的作用和影响 综述,喷涂参数对于喷涂效果的作用和影响,6.色漆的色彩与色调空气喷枪与旋杯的区别 采用高速静电旋杯以及采用空气雾化喷枪喷涂色漆（金属漆、珠光漆）两者的喷涂效果在色泽度、色彩度上都有明显的区别，用旋杯喷涂的金属 色漆，与空气喷涂的金属漆相比，其色泽较深，但色彩较鲜艳。造成空气喷枪和高速旋杯不同色彩喷涂效果的主要原因在于：金属漆漆膜中铝的含量 喷射漆流中铝的分布 铝片的表面覆盖能力 漆粒相互碰撞的脉冲（漆膜中铝的含量）铝粉在漆膜中的定向排列,油漆流量,空气流量,施工粘度,表面张力,漆液密度,影响因素变化率,漆雾粒子尺寸变化,喷嘴面积,减小,增大,空气喷涂参数与雾化关系图,旋杯喷涂参数与雾化关系图,表面张力,角速度,密度,杯直径,施工粘度,吐漆量,影响因素变化率,漆雾粒子尺寸变化,增大,减小,传统喷涂金属铝粉定向排列情况：,静电喷涂金属铝粉定向排列情况：,高速旋杯自动静电喷涂特点：,成膜分布好，颜色均匀，质量稳定 涂着效率高(可大于90)节能降耗保护环境 迅速有效的颜色变换和涂料清除，生产效率高 能雾化喷涂粘度高固体分高油漆，低VOC,Drr ECOBell-M,picture from DRR Company,Ecobell“M”杯,传统 Eco bell 杯,cm,cm,喷射漆流的形状以及漆膜厚度的分布,film thickness m,film thickness m,Ecobell,Ecobell M,Slide from DRR Company,ESTA 喷涂原理,喷涂参数,汽车漆施工应用,旋杯应用参数枪到被涂物距离 250350 mm(260-280mm较好,4300V/cm 产生火花放电)到被涂物的角度 90油漆的流量 50250 ml/min旋杯转速 2500050000r/min成形空气 50200 NL/MIN电压 50 90 KV.喷房条件 温度2028，湿度5575%，垂直风0.20.3m/s,旋杯转速：对漆液雾化粒径影响因素最大（雾化粒径大小是漆膜流平的 重要因素，雾化粒径小，漆膜平滑性好）。转速大，漆雾密度趋小，溶剂挥发加快，要酌情添加高沸点 溶剂。溶剂性漆，中涂与底色漆转速，一般控制在30000-35000 r/min;清漆转速，一般控制在35000-40000 r/min.,ESTA 应用参数,油漆流量：油漆流量对雾化粒径影响较小。但对漆膜厚度影响较大，底色漆要控制膜厚通常膜厚不要超过 25 m；清漆在不流挂前提下，可适当增加膜厚，以提高漆膜流平效果与丰满度。施工粘度：施工粘度对雾化粒径影响较小。粘度降低，漆膜趋簿，底色漆效果颜料，平行于底材排列倾向性加大。,金属底色漆的空气喷涂与ESTA喷涂膜厚比例：空气喷涂 一般在 30-40%ESTA 70-60%,缩孔、凹陷、鱼眼 颗粒 桔皮 流挂 针孔 砂纸痕迹 起泡（膨胀）露底、遮盖不良 咬起 发白、白化 拉丝 颜色不均、色发花 失光 鲜艳性不良 厚边 缩边、露角 起皱 烘干不良 擦伤 漆膜开裂,常见的涂膜缺陷及对策,缩孔、凹陷、鱼眼,涂面产生涂膜被压扁的凹状涂面在指触干之前，附着有与涂料不相容的异物，涂料不能均匀附着，产生抽缩而露出被涂面，形成缩孔状态。,引起的主要原因,环境原因 周围使用了有机硅类或蜡等物质，涂装环境空气不清洁（有灰尘、漆雾等）涂装环境温度过低、湿度过高设备、机器原因 调漆工具及设备不洁净 涂装工具、工作服、手套不干净涂装作业时的原因 底材脱脂不良，有水、油、遮蔽胶带的胶、灰尘、肥皂、打磨灰等异物附着 旧涂膜打磨不完全，存在针孔、凹陷等缺陷 涂层过厚材料导致的原因 所用涂料的表面张力偏低，流动性差，释放气泡性差，本身对缩孔的敏感性大 所用涂料中混入水、油等 混入了异种涂料,对策及处置,对策：在涂装车间，无论是设备、工具还是生产用辅助材料等，绝对 不能带有对油漆有害的物质，尤其是硅酮。确保压缩空气清洁，应无油无水确保涂装环境清洁，空气中应无尘埃、油雾和漆雾等严禁裸手、脏手套和脏擦布接触被涂面，确保被涂面洁净旧涂层应充分打磨彻底、擦净改良涂料性能、提高涂料对缩孔的敏感性处置缩孔之处必须完全打磨后进行修补涂装。,现象及原因 涂膜表面存在凸起物 指触干之前涂膜附着异物成凸状,颗粒,引起的主要原因,环境原因 喷涂环境的空气洁净度差，有灰尘、纤维等杂质 空气流通不良、漆雾过多、喷涂温度过高或稀释剂挥发太快设备、机器原因 喷涂压力不足、雾化不良；喷抢清洗不良；输漆循环系统处理不良、过滤网选定不合适涂装作业时的原因 工作人员服装不洁或材质容易掉纤维；车体清扫不良或清扫材质容易掉纤维 底材没有除去凸起物 材料导致的原因 涂料变质，出现析出、反粗、絮凝等异常 涂料的颜料或闪光材质分散不良 涂料未过滤或过滤效果不好,对策,定期清扫调输漆室、喷涂室、晾干室和烘干室，彻底清除灰尘，确保涂装环境洁净定期清扫送风系统、整理过滤无纺布、保证喷涂环境的空气洁净度供漆管道上安装过滤器、配置合适的过滤装置操作人员穿戴不掉纤维的工作服及手套加强操作人员培训，注意喷涂顺序（从上至下、从里到外）清洁被涂面的颗粒、尘埃、纤维等异物研磨后抛光处理。改良涂料性能、不使用变质或分散不良的涂料设定涂料最佳施工参数，根据现场进行稀释剂调整,处置,将大颗粒打磨，进行局部修补小颗粒研磨后抛光处理,桔皮,涂面如桔子表皮状凹凸不平 在涂液形成涂膜过程中，溶剂蒸发时在涂膜内部产生对流现象。如果其流动过早停止则会引起漆膜表面凹凸,引起的主要原因,环境原因 温度高；风速强设备、机器原因 喷枪口径小；压缩空气压力低 喷枪不佳或清扫不良，导致雾化不良涂装作业时的原因 车体温度高；涂膜过薄 喷涂压力低；吐出量过少 喷枪速度快；喷枪距离远 晾干时间短材料导致的原因 稀释剂挥发速度过快；涂料粘度高 涂料流平性不好,对策及处置,对策降低涂料稀释剂的挥发速度或添加流平剂，以改善涂料的流动性降低涂料粘度选择合适的压缩空气压力，选择出漆量和雾化性能良好的喷涂工具，使涂料达到良好的雾化一次喷涂膜厚增加，改善漆膜流动性降低喷涂环境温度、风速，减慢溶剂挥发速度降低被涂物的温度加强操作人员培训、调整合适的喷涂速度、喷涂距离处置轻微桔皮抛光即可（以#500#800#1000的砂纸水磨，再以中目细目极细目研磨修正）严重桔皮则需打磨后返工,流挂,现象及原因 垂直面涂膜成局部的过厚，产生不均一的条纹和流痕。根据流痕形状可分为下沉、流挂、流淌等。干燥慢，流动性持久，成流动、流挂（和桔皮相反）,引起的主要原因,环境原因 温度低；周围空气的溶剂蒸汽含量高；风速慢设备、机器原因 喷枪口径大；喷枪雾化不良涂装作业时的原因 车体温度低；喷涂压力低；吐出量过大；喷枪速度慢；喷枪距离近；涂膜过厚材料导致的原因 稀释剂挥发速度慢；涂料粘度低,对策及处置,对策改善涂料配合、提高抗流挂性能正确选择稀释剂，注意选择溶剂的溶解能力和挥发速度增加涂料施工粘度严格控制涂料的施工粘度和温度改善涂装环境，控制合适的环境温湿度、风速提高喷涂操作的熟练程度、喷涂均匀、注意正确的喷涂手法、走枪速度和枪距处置轻度流挂，用砂纸研磨后抛光或修补全面流挂，应彻底打磨流挂痕，再重新涂装,针 孔,现象及原因 涂膜上产生针刺状孔或象皮革的毛孔样现