涂装线工艺与现场管理ppt课件.ppt

涂装线工艺与现场管理,汽车涂装的一般工艺,上件手工清理预脱脂脱脂自来水洗表调磷化自来水洗自来水洗纯水洗沥水电泳UF1洗UF2洗纯水洗沥水烘干风冷涂焊缝胶刮腻子喷底涂烘烤风冷打磨擦净喷中涂烘烤风冷打磨擦净喷面漆烘烤风冷检查,上件,工件从焊装到涂装线的检查，焊装是否合格？（要求白件无锈、无氧化皮）工件上涂装线挂具，必须确保各工件装挂到位，牢固，稳定,手工清理,清理焊渣、灰尘、重油上夹具清理工具与材料：高压枪、刷子、抹布、手工清洗剂,预脱脂,是在上挂工件表面手工揩擦或高压喷雾脱脂剂，或者擦前处理供应商提供的手工脱脂剂（膏），为下道脱脂工位作准备，并且要保持工件表面湿润，以防疏松的脏物再干燥，因为若除去不净会导致磷化层出现斑纹病态。,脱脂,通常情况下脱脂是在预脱脂后，采用浸渍或喷淋的方法进行，工作液是含有多种表面活性剂的碱溶液，其浓度、温度、处理时间及喷淋压力由供应商推荐。工作液可循环使用，但应配备油水分离系统，确保脱脂液中的含油量在规定值以下。影响脱脂的工艺因素：脱脂质量的好坏主要取决于脱脂温度、脱脂时间、机械作用和脱脂剂四个因素。1)脱脂温度：一般来说：温度越高、脱脂越彻底。,脱脂,但每种都有其合适的温度范围，在采用某种表面活性剂的脱脂液中，过高的温度都会使表面活性剂析出，造成磷化膜发花。2)脱脂时间：在脱脂过程中，必须保证足够的脱脂时间压力喷射脱脂时间一般为1.5-3分钟，浸洗脱脂时间一般为3-5分钟。,脱脂,3)机械作用：在脱脂中，借助于压力喷射或搅拌等机械作用是非常有效的。一般说：压力喷射脱脂比浸洗脱脂速度快要快1倍以上。喷射压力通常在0.1-0.2Mpa，浸洗脱脂要求槽液循环次数在3-5次/小时。4)脱脂剂对脱脂效果的影响：脱脂剂的组成和使用方法对脱脂效果有较大的影响。含表面活性剂的碱液脱脂剂比单纯碱液脱脂效果好。,自来水洗,新鲜自来水不断补充槽液溢流排放，保证水质稳定。换水清槽，即将槽中污水放掉，杂质沉淀物清理干净，重新放满自来水，一般每生产一周换一次水。,表调,磷化表面调整处理就是采用磷化表面调整剂使需要磷化的金属表面改变微观状态，促使磷化过程中形成结晶细小、均匀、致密的磷化膜。一般采用磷酸钛胶体溶液处理，由于胶体微粒表面能很高，对物体表面有极强的吸附作用，胶体微粒吸附在零件表面上形成均匀的吸附层,表调,表面调整工作液的水应该是纯净水，电导率不大于200S/cm，最好采用去离子水，工作液的质量分数一般为0.1-0.2%，pH值为8.0-10.0。在室温下采用，最高温度不超过35，处理时间为30-60秒。工作中，一般只要控制工作液的pH值。工作槽液的更新有两种方法，一是把粉末状的表面调整剂配成浆状液，用计量泵在工作中按消耗定额定期补加，,表调,同时溢流掉一定量的旧槽液，另一种方法是按处理的零件量每天补充表面调整剂的消耗量，一周后将整槽表面调整工作液更新重配。在生产管理中，工作槽液应保持良好的搅拌状态，避免沉淀。另外，应防止碱、酸和磷化液进入表调工作液。,磷化,磷化是大幅度提高金属表面涂层耐腐蚀性的一个简单可靠、费用低廉、操作方便的工艺方法。在汽车行业薄板件几乎100%采用磷化处理。主要是其具有如下作用：1)在彻底脱脂的基础上，提供清洁、均匀、无油脂的表面；2)由于物理和化学作用，增强了有机涂层对基材的附着力；3)提供了稳定的不导电的隔离层，一旦涂膜破损其具有抑制腐蚀的作用。磷化膜质量评定项目和方法：1)外观目视法：外观均匀完整细密、无金属亮点、无白灰，锌系磷化为灰色膜，铁系磷化为彩虹色膜；2)微观结构显微镜法：结晶以柱状晶体为好，结晶尺寸小,磷化,些为好，一般控制在几十微米以下，最好的可达2-5微米。影响磷化的因素：1)总酸度：总酸度是反映磷化液浓度的一项指标，控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内；2)游离酸度：过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受到威胁，生成额外的沉渣；3)酸比：指总酸度与游离酸度的比值。酸比较小，成膜速度慢，磷化时间长，所需温度高。酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低；4)温度：磷化处理温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去平衡，温度过低，成膜离子浓度达不到溶度积，不能形成完整的磷化膜；5)时间：根据不同的目的，在不同的配方中都有规定的工艺时间。时间过短，成膜量不足，不能形成致密的磷化膜,磷化,层，时间过长，易形成二次成膜；6)促进剂的影响：其主要作用是加速氢离子在阴极的放电速度，促使磷化第一阶段的酸蚀速度加快，因此可以称为金属腐蚀的催化剂；7)被处理钢板的影响：钢板组成和表面状态均有差异，一般由以下几点影响：(1)表面碳的污染：钢板表面碳的污染对磷化处理非常不利，磷化膜质量差，耐蚀性差。(2)钢板表面氧化膜：氧化膜厚度小于16*10-6mm时，能形成较好的磷化膜和提高电泳涂装的耐蚀性。(3)钢板表面的结晶方位(4)冷轧钢板组成元素在表面浓化对磷化的影响：Mn的浓化对磷化有利，P的浓化对磷化有利。(5)镀锌钢板钝化与采用不同的镀锌方式的镀锌板；8)表调处理的影响。,自来水洗,与前洗槽要求一致,纯水洗,槽液电导率大于50s/cm时或生产满一周都需换水，即将槽中污水放掉，杂质沉淀物清理干净，重新放满去离子水。工件出槽时用新鲜纯水喷淋。工件滴水电导率要求小于30s/cm。,阴极电泳,首先介绍一下电泳机理：电泳涂料以蒸馏水(或去离子水)为稀释剂，相应稀释后配制的电泳涂料槽液是电解质,组分中的高分子有机合成树脂成膜物带上正电荷或负电荷，以被涂件金属为阳极或阴极，涂料带电并具导电性，用另外的金属板作为相反极，通以直流电，在正负两极间形成电场,在电场力的作用下，同时产生电泳、电沉积、电渗、电解等四个电化、物理化学的很复杂的反应过程，最后在被涂件金属表面形成一层不溶于水的厚度均匀的完整涂膜，干燥后附着力极强、硬度高坚韧耐磨、具有一定光泽、耐腐蚀性优良、涂膜致密度好抗渗透力好,阴极电泳,电泳涂装过程中伴随有电解、电泳、电沉积、电渗等四种电化学现象。211电解：是指导电液体在通电时，发生分解的现象。在电泳过程中水发生分解，在阴极上产生氢气，阳极上放出氧气，金属阳极发生溶解，溶出金属离子。212电泳：电泳是指导电介质中的带电荷的胶体粒子（树脂及树脂包裹的颜料）在电势的作用下向相反电荷的电极迁移的过程。,阴极电泳,213电沉积：电沉积是指涂料粒子在电极上沉析成膜的现象。在阳极电泳涂装时，带负电荷的涂料粒子在阳极凝聚成膜，平衡离子则在阴极上聚集，这是一个不可逆过程。阳极上的最初反应是形成氧气和H+，致使工件表面形成高酸性介面层，当阴离子树脂与氢离子反应变成不溶性时，就产生了涂膜的沉积。同理，在阴极涂料涂装时，带正电荷的粒子在阴极上凝聚，带负电荷的粒子（离子）在阳极聚集，在电沉积过程中，由于水在阴极区电解生成氢气和氢氧根离子（OH-），致使在阴极（被涂物）表面形成高碱性介面层，当阳离子（涂料粒子）与氢氧离子反应变成不溶性时就产生涂膜的沉积。,阴极电泳,214电渗：电泳涂装过程中刚沉积到被涂物表面的涂膜是半渗透性膜，在电场的持续作用下大分子涂膜内部所含的水分子从涂膜中渗析出来移向槽液，使涂膜脱水，这种现象称为电渗。电渗使亲水的涂膜转化成为憎水涂膜，并使之致密化，所以工件泳涂成膜后，可用水来冲洗附浮在漆膜表面的槽液。22电泳的化学反应式221阳极电泳涂料（阴离子电沉积涂料）的化学反应：阳极反应（被涂工件）2H2O4H+4e+O2（电解）,阴极电泳,MeMen+ne-(阳极溶解)RCOO+H+RCOOH（电沉积，树脂，颜料树脂的析出）水溶性水不溶性nRC00+Men+(RCOO)nMe阴极反应：2H2O+2e2OH+2H2R3NH+OHR3N+H2O222阴极电泳涂料（阳离子电沉积涂料）的化学反应：阴极反应（被涂物）,阴极电泳,2H2O+2e2OH+H2R-NH+OHR-N+H2O（水溶性水不溶性）阳极反应：2H2O4H+4e+O2RCOO+H+RCOOH,阴极电泳,电泳涂料的主要成膜物树脂是高分子化合物，它是一种可分散的胶体粒子，被稀释剂水解后分散于水溶液中，树脂粒子被电离成负离子(或正离子)。颜料与体质颜料被带电的树脂夹带一起，在直流电场力作用下向相反极移动，这种现象称为电泳。所谓阴极电泳即是被涂物做为阴极。,阴极电泳,材料：KNT826型黑色双组份阴极电泳漆电泳槽液固体份：16%18%电泳槽液电导率：1000S/cm1600S/cm电泳槽液pH值：5.76.3电泳槽液温度：282电泳电压：160V260V电泳时间：23min阳极液电导率：400S/cm-1200S/cm阳极液PH值：2.0-4.0超滤液PH值：5.5-6.3颜基比：0.18-0.24溶剂含量：0.8%-1.8%槽液固体份将由补加原漆保持，生产时，要求每天补加新漆，补加方法为：通过隔膜泵将原漆打到主循环管路。,阴极电泳,加完乳液或色浆后，用纯水冲洗吸管，并泵入少量纯水清洗加料管道。如乳液、色浆都需补加时，一般先加乳液后加色浆。加料结束时，关闭通往主循环管道的阀门。色浆与乳液的正常投加比例为1:4（重量比）。如槽液的溶剂含量低于控制范围时，须补加溶剂，补加方法为：打开通往UF液的阀门，关闭通往主循环管道的阀门。启动加料泵，加入计算量的溶剂。加料结束后，关闭通往UF液的阀门。如电泳槽液的PH值偏高时，可通过向槽液中补加中和剂来进行调整。补加方法为：先用纯水将之稀释成20%的溶液，直接加到电泳副槽。,阴极电泳,如电泳槽液的PH值偏低时，通过排放少量阳极液来调整。生产过程中，如阳极液电导率偏低时，可加入适当中和剂。具体步骤为：缓慢加入中和剂，当自动显示仪显示电导率数据在400S/cm-1000S/cm时，停止加入中和剂。电泳电压可在直流电源控制柜上进行调整，电泳电压跟电泳漆温度、电导率、工件面积、磷化膜、工件材料及表面导电性等因素有关，根据电泳漆漆膜外观质量选定最佳施工电压。目前电泳电压定为：100V-290V。保持主循环泵每天连续正常运行，保证槽内液体处于良好的循环状态。液面向单一方向定向流动。在特殊情况下电泳突然中断,应把工件从电泳槽中升起，并将上面浮漆冲洗干净，或者进行低电压保护。根据漆膜质量状况及设备运行状况进行清槽，一般为12次/年。决不允许将油污杂质带入电泳槽中，生产环境要保持很洁净。,阴极电泳,一般不生产时槽液温度控制在28以下，生产时保持槽液温度在28-32之间，当槽液温度大于32时，就要启动冷却系统。每天检查运行时阳极液是否清澈，各阳极管的流量是否均匀。应控制主、副槽的落差在5cm-10cm之间，在液位差大时，要及时补加纯水。电泳涂装的工艺条件包括以下四个方面13个条件（参数）1)槽液的组成方面：固体分、灰分、MEQ和有机溶剂含量；2)电泳条件方面：槽液温度、泳涂电压、泳涂（通电）时间；3)槽液特性方面：pH值、电导率；4)电泳特性方面：库仑效率、最大电流值、膜厚和泳透力。,阴极电泳,其中：泳涂电压和时间、槽液的固体分、温度、pH值和电导率是现场控制和管理的主要项目。电泳涂装方法的优点：防蚀性能优良自动化程度高，可得到均一涂层、提高工件内腔的防蚀能力、涂料的利用率高、安全、外观平整。但一次性投资较大。电泳涂装适用范围：一般适用于对防蚀性能要求较高，能完全入槽的导电工件。例如汽车车身、车架以及各种底盘小件等。,UF清洗,电泳后清洗工序：为提高电泳涂膜外观质量，防止产生再溶解、二次流痕等涂膜弊病，电泳涂装的被涂物需用超滤液清洗，最后用纯水清洗。槽上喷淋起到回收工件上大部分浮漆和保持工件润湿。UF1要求固体份小于1%。UF2要求固体份小于0.5%新鲜超滤液不断补充，槽液不断更新。,纯水清洗（目前采用自来水）,新鲜水不断补充槽液溢流排放，保证水质稳定。换水清槽，即将槽中污水放掉，杂质沉淀物清理干净，重新放满自来水，一般每生产一周换一次水,烘烤,在规定的烘干温度下保持一定时间，达到涂膜完全固化。其烘干过程也包括：溶剂（水分）挥发、涂膜热融化、高温热固化三个阶段。由于电泳涂膜本身的含水少，可直接进入高温烘干。在较高温度、较长时间的烘干，能致使涂膜变薄(2-3m)，膜的平整度明显提高。一般来说，在最低的烘干温度和时间下能使所有金属件上的涂膜都干透，并保持有良好的耐腐蚀性、机械强度和附着力，该烘干温度和时间就可认为是最合适的烘干规范。另外，在所选的烘干温度下过烘干3倍于正常烘干时间，漆膜性能无明显变化，可认为该涂膜的过烘干性能合格。如果电泳漆膜未烘干透，则严重影响涂膜的性能，如涂膜的力学性能、附着力等。如果烘温过高，烘干时间过长，则又会产生过烘干，轻时影响中涂或面漆在电泳底漆层的附着力，严重时涂膜变脆，甚至脱落。,烘烤,因此，在生产现场凭经验观察涂膜的色泽变化，来判定涂膜的干燥程度；涂膜出烘干室时若处在热态、不冒烟、不粘，则涂膜已基本干透。最可靠的方法为溶剂擦拭法：在脱脂棉或纱布上浸上专用溶剂（丙酮、甲乙酮、异丙醇或甲基异丁基酮），在电泳涂膜上用力（约9.8N的力）往复磨擦10次，然后观察涂膜表面状态及纱布上是否粘有涂膜。涂膜表面不变色、不失光、脱脂棉或纱布上不粘色为合格。因电泳涂膜在烘干过程中产生油烟，如果不及时处理，则可能在烘干室出入口上方冷凝，滴落在被涂物上能造成涂膜弊病。因此设计时要考虑冷凝和防滴落装置。烘干温度：1655（工件表面温度）烘干时间：20min强冷温度：50（工件温度）,电泳系统设备及维护,循环系统,槽液循环搅拌系统有以下三个主要功能：1）保持涂料均匀混合，防止颜料在槽液中析出、沉淀。2）进行过滤，除却槽液中的杂质颗粒及油污物质。3）经过热交换器，控制槽液温度。循环系统的设备包括：泵、管路、过滤器、换热器、阀门温度计、压力表等。,循环系统,管理要点：各个泵必须运转正常，无异常声响，震动,泵出口压力正常，无明显变化，无渗漏，阀门启闭灵活。循环系统必须24小时运转，停机时间和次数减至最少，设备如有损坏,应及时维修。停止循环时间不得超过4小时。,电泳槽,电泳槽是电沉积涂装作业的浸槽，由三个基本部分组成：主槽、副槽及贮备槽。管理要点：在满足工件电泳效果的前提下，尽量降低电泳槽液位，通过对超滤液的调配，保证电泳槽主、副槽之间有10cm以下的液位差，以使电泳槽液表面有较好的流动，消除槽液表面的气泡及飘浮物。同时液位差也不可过大，过大会产生泡沫。,过滤装置,安装在槽液的循环管路中，好的涂装线在泳后清洗的循环UF液及循环去离子水管路中都应有过滤器装置，槽液中机械杂质（环境污染、被涂物带入污染），凝聚颗粒（前处理带入的杂质与涂料反应生成的脏物）都将依靠循环系统中的过滤装置来清除。因此，要求过滤通过量2-4倍槽容量/小时。,过滤装置,阴极电泳槽液过滤精度一般采用能通过25-50m的过滤介质过滤袋。管理要点：定期更换过滤袋或依据装置的进出口压力差进行更换，一般压力差达到0.6-0.8公斤时必须进行更换，超过压差滤袋会涨破。,热交换系统,热交换器一般安装在主循环管上，袋式过滤器之后，整个调控系统由热交换器、泵、水源（冷、热）循环管路、温水加热器、冷却机组、温度控制器、调节阀等组成。管理要点：其压力要始终超过冷却水的压力，以防槽液污染；冷却用7-10的冷水；加热用40-45的温水；根据进出口压力读数，定期进行清洗。,超滤系统,超滤系统在电泳涂装中的作用：1）提高经济效益，实现电泳后的闭合回路清洗方式，提高涂料的利用率。2）减少后冲洗水的赃物，减少污水处理量及费用，有利于环境保护。3）除去杂质离子、净化槽液、提高、保证涂膜质量。,超滤系统,管理要点：1）透过量下降设计流量的70%之前，应即进行清洗。如恢复不理想或清洗后下降又很快，则应按照使用说明书或向UF装置供应厂家咨询。2）24小时不间断运行，停机次数和时间减至最小。3）避免处于低流速状态。4）在超滤泵出口及浓缩液出口，透过液阀门开闭状况没有确定前不能开泵。5）含硅物质（润滑剂或油脂），不能通过超滤器以免引起堵塞。6）清洗系统时清洗液温度不得超过45。,阳极系统,阳极液系统的作用就是转移电泳槽里的酸和接电，由阳极盒、极液往返循环管路、泵、极液槽、电导率和电导率控制仪、去离子水供给管路等组成。管理要点：阳极液参数的控制是电泳槽液控制的一个重要部分。操作人员应经常取样分析，测定极液中的pH值，电导率的变化，观察极液的浑浊度。,阳极系统,若极液浑浊，说明有槽液进入阳极系统，一旦有槽液进入阳极系统内，电沉积时，会使阳极隔膜内表面涂上漆，从而使得阴阳极之间的流动受到影响，从而影响涂层质量和生产效率，当发现极液浑浊，应立即停止极液循环泵，在可能的情况下，切断直流电源，查出有漏漆的阳极罩，将其与系统隔断，进行检修或更新。,电源系统,利用整流器将工业交流电（AC）转换成所需的直流电（DC）。整流器执行将交流电转化为直流电的功能。现代电泳涂装用整流器是通过二极管或可控硅完成的，这些电器元件只允许电流定向传输，是获得直流电的有效手段。将AC电流转换成DC电流时，一部分AC电流将通过整流器