048油漆车身桔皮的防治

1、油漆车身桔皮的防治李德有赵意华邹大伟摘要：分别从车身板材、油漆材料、涂装工艺及喷涂设备等方面对面漆桔皮的影响因素进行了分析和讨论，提 出了防止面漆桔皮的方法。关键词：车身桔皮桔皮防治粗糙度一种为人眼目测0引言目前世界上汽车生产普遍存在供大于求的现象， 市场竞争非常激烈。各个汽车厂都使岀了浑身解数， 涂装方面不再只集中于汽车表面的防腐性和环保性 等方面要求，还特别要求漆膜的装饰性，以此进一步提高产品的竞争力。油漆桔皮就是评价涂装表面质 量的一个重要指标，桔皮的产生将严重影响人们的视 觉效果。因此，绝大多数汽车厂将油漆桔皮列为 Audit检 查的必检项目之一。但是，由于桔皮影响因素较多， 且控制难

2、度大，因此降低油漆桔皮是各大汽车厂都碰 到的一个棘手的问题。车身涂层的颜色、光泽、雾影度和表面结构等影 响着人们的视觉效果，光泽和映像清晰度常用来衡量 涂层的外观。即使光泽度很高的涂膜，其外观也会受 到表面漆膜凹凸不平的影响， 光泽的变化并不能控制 波动的视觉效果，人们把这种效应称为桔皮，桔皮也可定义为高光泽表面的波状结构。1桔皮的检测方法桔皮的检测方法一般分为两种, 法，另一种为桔皮仪测量法。1.1人眼目测法根据观测车身的远近，眼在油漆车身上找到反射 光源（一般是在双管荧光灯下），定性分析反射光的 情况下,两个荧光灯管看起来模糊，荧光灯的边界线 有不同程度地扭曲。通常来说，目视车身桔皮与车身

3、 本身的亮度有关，如清漆后观察车身桔皮效果特明 显。另外，桔皮目视的效果与车身颜色的深浅有很大 关系，深颜色桔皮目视明显，浅颜色则反之。1.2桔皮仪测量法由于目视观察车身桔皮，受观察环境和人的意识 等影响很大，为了保证产品质量，需要高精准的计量 仪器对其做出质量判断。目前，涂装行业普遍采用桔皮仪来测量桔皮的状 况。桔皮按人眼远看物体和近看物体分成长波和短 波，人眼在50cm的距离能看到35条0.1mm阔的线 条，归纳为长波；人眼在2.5m的距离看到35条0.6mm 阔的线条，归纳为短波。桔皮仪使用 60°的激光作为点光源照射被测表 面，在缓慢均速推动10cm的距离内发射1250次激光

4、 照亮表面，读取1250个数，每个读数之间的距离为 0.08m m。在光源对面同样角度通过狭缝滤波的方法 测量反射光，由于表面存在波纹，当光线照在波峰或 波谷时，反射光最强，仪器检出最大信号；光线照在 斜坡时，由于反射角的变化，反射光偏离60°角，仪器检出信号最小，因此测得的信号频率正好是被测表 面机械轮廓频率的二倍，与人眼观察到的光学轮廓相 一致。桔皮仪将结构尺寸0.6mm的测量数据定为长 波，将结构尺寸v 0.6mm的数据定为短波。具体状态 请见图1:清晰度就可以从视觉上评估流平效果。在流平性差的图1 :长波与短波目视的差别2桔皮的防治桔皮是车身表面最常见的漆膜特性之一，但车身

5、桔皮严重时，将直接影响到人的目视效果。由于桔皮 受影响的因素较多，因此控制桔皮从多个方面入手， 整体说来，主要从施工材料、喷涂设备、喷涂环境和 喷涂工艺等方面入手：2.1施工材料一般来说，金属漆桔皮效果较好，珠光漆桔皮效 果较差。它主要是由于底漆本身的流平度影响，涂膜 流平的关键因素是树脂的熔融粘度、 体系的表面张力 和膜厚等影响，表面张力和分子间吸引力之间的差值 大小决定涂膜流平的程度。实际生产中常使用快、慢流平剂来改善。性能好 的流平剂能降低熔融粘度，从而有助于熔融混合和颜 料分散,涂层的流动流平，同时有助于消除表面缺陷， 且便于空气的释放。把握好流平剂的用量对车身质量 非常重要，其用量不

6、足会导致车身桔皮、漆雾较大， 但用量过多又会导致失光、雾影，同时对附着力也有 一定程度的影响。由于金属漆表面张力较小，有利于清漆在其表面 流平。因此在同一晾干时间内，金属漆桔皮效果比珠 光漆和本色漆效果都强。 通常，底色漆的流平性对桔 皮的短波影响明显，清漆的流平性对桔皮长波影响明 显。虽然清漆的流平性有利于桔皮效果，但是清漆如 果流平性太强，容易造成车身流挂，从而影响车身整 体的丰满度。通常来说，施工材料在车身平面比车身侧面的流 平性强，因此从车身桔皮状态来看， 平面桔皮效果无 论是从数值还是目视方面来看， 一般都要比车身侧面 效果好。2.2喷涂设备为了提高材料的利用率，降低车身成本，现在的

7、 涂装线一般都采用高压静电喷涂， 其流量一般采取齿 轮泵进行控制。对于车身底漆喷涂，除了满足现场遮 盖力要求外，尽量使膜厚偏薄。现场为了控制车身桔 皮，从设备方面考虑，主要控制以下几方面：喷涂仿型对于一种新车型的仿型调试，在满足喷涂设备的 最佳流量窗口下，尽量增加每道喷涂的搭接量，搭接 面积应保持在213-314之间为最佳。这样可保证车身 膜厚的均匀性。对于车身边角部位，要注意静电边缘 效应，通过调整仿型、喷涂流量、喷幅和电压进行弥 补。2.2.2 喷涂流量为了保证喷涂流量的稳定性，要定期检测设备流 量的稳定情况，因为齿轮泵经过长时间使用，存在磨 损现象，导致间隙过大，岀漆不稳定，从而影响漆膜

8、的膜厚。2.2.3 喷涂电压ESTA的喷涂静电电压对油漆桔皮也有影响，如 喷涂电压过低，一方面影响漆膜的雾化效果；另一方 面影响上漆率，增加生产成本。因此，喷涂过程中合 理调整施工电压是非常重要的。下表1所列为清漆ESTA的喷涂电压对油漆桔皮的影响数据。从中可以 看出，喷涂电压提高对长、短波的改善都有利。表1 :清漆ESTA的喷涂电压对油漆桔皮的影响电压/KV5055606570长波15.214.514.813.212.6短波28.428.227.625.324.82.2.4成形空气成形空气量可控制喷漆扇面，成形空气量越低， 喷漆扇面越大。适当减少成形空气量，可降低油漆长 波（具体情况请见下表

9、 2），但成形空气量过低，容 易造成旋杯的污染。表2:清漆ESTA的喷涂成形空气压力对油漆桔皮的影响空气压力/bar3.02.92.82.72.6长波13.513.212.812.612.5短波26.526.225.326.525.8旋杯转速旋杯转速的大小是影响油漆雾化的最大因素。转速过低时涂料雾化不良，会导致漆膜粗糙。转速越大， 涂料的雾化粒径越小，漆膜平滑性越好，但雾化过细 会导致漆雾损失，而且会造成轴承的过度磨损。对于 溶剂型涂料，可根据杯帽的型号及大小，适当调整旋 杯的转速。2.3喷涂环境稳定的喷涂环境对车身漆膜质量起着至关重要 的作用。通常喷涂环境指的是喷房的温湿度、 风速和 风向等

10、。喷房的温湿度直接影响到底漆的挥发速度， 同时影响到清漆的流平性。由于使用喷房空调制冷系 统成本太高，因此目前国内没有几家使用空调制冷系 统，当喷房温度过高时，可以通过调整材料慢干助剂 进行弥补。另外，喷房风速、风向是影响漆膜厚度的重要 因素，通常我们根据喷房风速和风向等情况，来调整 喷涂机的转速和成形空气， 以保证喷涂时的喷幅，如 果喷房风速和风向不稳定，容易对喷幅造成影响，从 而影响局部漆膜的不稳定性，导致边角流挂，局部桔皮等缺陷。喷涂过程中，喷漆室内的输送系统应确保稳定、 可靠，并保持平缓，不幌动，尽量避免人为的生产停 止。2.4喷涂工艺控制底漆和清漆的单层膜厚是保证桔皮的最基 础条件，

11、通常底漆膜厚在满足现场遮盖力的前提下，膜厚越薄越好，这样有利于底漆的流平，从而提高桔 皮的短波；清漆膜厚在满足现场施工的窗口内，越厚 越好。提高清漆膜厚，有利于桔皮的长波效果。旋杯的转速和控制底漆的质量主要指的是膜厚和流平性两方 面。膜厚包括厚度和均匀性两方面， 调整膜厚均匀性 最主要是通过调整合理的车身仿型轨迹，同时根据层 间膜厚的状态，调整流量和成型空气等参数；底漆的 流平性主要是通过调整底漆的挥发性、 电压等参数。一般高电压，有利于底漆的雾化，但是 不同底漆的特性不同，如含铝粉高的金属漆在高电压 喷涂时，容易造成高压报警，因此电压调整因材料而 异。调整材料的挥发性主要是通过调整合理的慢干

12、 助剂，保证底漆的挥发性的目的是促进底漆的流平。 同时在现场施工过程中，要严格控制底漆的晾干时 间，避免现场停线，导致底漆表面较干，从而影响清 漆的流平效果；另一方面，在车身外表面喷完底漆后 的状态下，禁止在车身外表面再大面积补底色漆，防止车身失光和桔皮较大等缺陷。为了提高桔皮长波效果，主要是通过控制清漆膜 厚质量。一般来说，清漆粘度降低，有利于清漆的流 平，但是如果清漆粘度过低，容易导致车身流挂，影 响清漆单层膜厚。另外一方面是通过调 同时可以通过延长晾因此，为了保证清漆膜厚，同时提高清漆流平性， 现场主要通过流平剂调整材料， 整转速，提高清漆的雾化效果， 干时间，保证清漆充分流平。清漆晾干

13、时间对车身桔 皮的影响见下图2：通常来说，清漆的表面张力比中涂表面张力大， 根据表面张力的原理，返修后的车身桔皮效果比正常 喷涂的车身差。因此，为了防止车身返修造成桔皮， 在返修前，应对车身进行全部湿打磨，以保证底材的 平滑度。根据“奥迪”的表面外观控制（长波）： 底材粗糙度v 1.0电泳涂层v 40中涂层v 20 面漆层v 10从以上控制的角度考虑，影响桔皮的因素很多， 包括车身底材、电泳、中涂和面漆。车身钢板（粗糙 度Ra< 1um、电泳涂层和中涂的质量好坏对车身的桔 皮也会产生一定影响。20a- /15前盖车门/10J/505101520长波短 波O| 3分钟图2 :清漆晾干时间对

14、车身桔皮的影响9分钟241控制车身板材白车身钢板粗糙度对油漆短波有较大的影响，控制钢板粗糙度是降低短波的有效措施。钢板粗 糙度的衡量指标很多，主要有高度参数如轮廓算术平均偏差Ra；轮廓微观不平度10点高度值Rx ；轮廓最大高度值Ry；间距参数如轮廓单峰的平均间距S；形状参数如轮廓的峰点数 Pe等。Ra为在取样长度内，被测轮廓上各点至轮廓中线距离（y1,y2, yn,取其绝对值）的总和的平均值。Rx为在取样长度内，5个最大轮廓峰高的平均值与5个最大轮廓谷深的平均值之差。Ry为在取样长度内，轮廓峰顶线到轮廓谷底线的距离。Pe为在取样长度内，峰高超岀设定范围（如-0.50.5um）的峰的数量。汽车厂

15、以往一般对高度参数较为重视，以高度参数Ra作为钢板粗糙度的衡量指标，有些轿车厂要求板材粗糙度 Ra为1.01.5um。但板材的形状参数 Pe同样不容忽视，国外某些轿车厂在重视Ra的同时，还要求 Pe为60100个/cm。2.4.2 控制电泳改善电泳流平性，从而降低电泳粗糙度也是降低油漆桔皮的重要措施。通过电泳粗糙度对油漆（银珠黑）桔皮的影响试验，可以看到电泳对桔皮的影响，具体情况见下表3。表3:电泳粗糙度对油漆桔皮的影响部位板材粗糙度电泳粗糙度油漆桔皮长波短波前盖1.120.6711.232.5前盖1.090.456.526.3后盖1.060.394.213.5后盖0.870.293.810.

16、4电泳流平性好，粗糙度低，可有效降低油漆的长短波，尤其是短波值。国外某些轿车厂已将电泳 粗糙度作为常检项目，并且规定电泳粗糙度应低于0.3。为了改善电泳漆的流平性，除使用高平滑性电泳漆外，还应注意以下几点： 注意槽液的更新周期，以免槽液老化。 降低电泳漆的颜基比，同时可适当添加抗缩孔剂，以免颜基比过低而产生缩孔。当然还应注意 电泳漆对白车身打磨及划痕部位的遮盖力。 适当添加溶剂，如乙二醇丁醚等。 排放适量的超滤液以降低电泳漆膜粗糙度。 优化电泳槽液循环，循环管道的布置、喷嘴型号、喷嘴数量以及喷射方向等都是值得重视的问 题。 确保电泳输送链运转正常。2.4.3 控制中涂中涂层在保证膜厚的同时，要选用中涂材料填充效果较好，且中涂的颜色应尽可能与面漆一致或相近，这样色漆就会很容易对中涂层进行遮盖，尽量减少底漆膜厚，同时中涂表面的光滑，有利于车 身短波的合格率。2.4.4 控制烘干炉炉温在满足材料烘干窗口的前提下， 尽可能使烘干炉升温段升温平缓，升温时间一般以7-10min为宜 这样，一方面可提高漆膜的流平时间，另一方面可避免因急剧升温，造成车身针孔、流挂等缺陷。图 3所示，曲线是短波值高的中涂表面，曲线是经打磨后短波值低的中涂表面。50<ai 'n i.ii- '