汽车车身涂装工艺.pdf
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1、武汉理工大学 P34-1 P34-1 汽汽 车车 车车 身身 焊焊 装与涂装装与涂装 工工 艺艺 Auto Body Welding and Coating Processes 宋宋 燕燕 利利 Tel:15527510094 E-mail: 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 预备知识预备知识 第一部分 车身焊装工艺第一部分 车身焊装工艺 第二部分 车身涂装工艺第二部分 车身涂装工艺 第一节 车身涂装概述 第二节 车身涂料 第三节 车身涂装工艺* 第四节 涂装工艺设计及设备 第五节 车身涂装技术的发展趋势 主要内容主要内容 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 第二部分 车身涂装工艺
2、第一节 车身涂装概述 第一节 车身涂装概述 1. 汽车涂装的概念及功能 1. 汽车涂装的概念及功能 2. 汽车涂装工艺的特点2. 汽车涂装工艺的特点 3. 涂漆方法简介 3. 涂漆方法简介 4. 汽车涂装技术发展历史与概况 4. 汽车涂装技术发展历史与概况 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 汽车涂装汽车涂装是指将涂料涂布到清洁的(经过表面处理的)汽 车表面上,经干燥成膜的工艺。 1. 1. 汽车涂装的概念及功能汽车涂装的概念及功能 汽车和摩托车外表面90%以上需要进行涂装处理。 涂层外观、鲜映性、光泽、颜色是对汽车质量的直接评价 涂装是提高汽车耐蚀性、延长使用寿命的主要措施之一 车身涂装
3、已成为汽车制造最主要工艺过程之一。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 汽车涂装 的功能 汽车涂装 的功能 标志作用:标志作用:在汽车上涂装不同的颜色和 图案区别不同用途的汽车,如救护车、消 防车、军车。 装饰作用:装饰作用:装饰产品表面,美化产品和 生活环境,提高使用效果和商品价值。 保护作用保护作用:耐候、耐紫外线、耐蚀、耐 擦伤、抗石击,保护汽车免受损坏,延长 使用寿命。 特殊功能:特殊功能:某些涂装材料具有防震、隔 热、消声等特殊作用。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 生产节拍快,要求高效自动化
4、的涂装设备,能适应高速流水 线生产方式,如自动喷漆、大槽浸漆、快速烘干等。 涂装质量要求高,采用多层涂装体系,具有极好的耐候耐蚀 性,极高的装饰性,优良的机械性能,良好的经济性。 涂装工艺复杂,多达几十甚至上百道工序,需要高素质的技 术人员和先进的管理体系。 2. 2. 汽车涂装工艺的特点汽车涂装工艺的特点 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 涂装效果除与涂料质量有关外,与涂漆方式正确与否也有 很大关系。汽车车身制造中常用的涂漆方法有下面几种: 涂装效果除与涂料质量有关外,与涂漆方式正确与否也有 很大关系。汽车车身制造中常用的涂漆方法有下面几种: 1 1)刷涂)刷涂 刷涂刷涂是一种使用是一
5、种使用毛刷手工涂漆毛刷手工涂漆的方法。除一些的方法。除一些快干快干和和分散 性 分散 性不好的涂料外,几乎所有的涂料都可以使用刷涂。刷涂所需不好的涂料外,几乎所有的涂料都可以使用刷涂。刷涂所需 设备简单设备简单,投资少投资少,施工方便施工方便,操作简单,灵活性大操作简单,灵活性大,生产率 低,施工质量很大程度上取决于施工技巧。 ,生产率 低,施工质量很大程度上取决于施工技巧。 3.3. 涂漆方法简介涂漆方法简介 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 2 2)浸涂)浸涂 浸涂是将被涂零部件浸入盛有涂料的槽中,经过一定时间后 再取出,经过 浸涂是将被涂零部件浸入盛有涂料的槽中,经过一定时间后 再
6、取出,经过滴漆、流平、干燥滴漆、流平、干燥即可。即可。 采用浸涂法时,涂膜厚度主要取决于涂料的粘度,与浸涂时 间关系不大。槽内应设有搅拌器,以防止涂料发生沉淀。 采用浸涂法时,涂膜厚度主要取决于涂料的粘度,与浸涂时 间关系不大。槽内应设有搅拌器,以防止涂料发生沉淀。 浸漆是一种最简单、生产效率较高的生产方式,较易实现自 动化。但其 浸漆是一种最简单、生产效率较高的生产方式,较易实现自 动化。但其对部分涂料不适用对部分涂料不适用,浸涂所形成的漆膜易产生,浸涂所形成的漆膜易产生上薄 下厚、流挂 上薄 下厚、流挂等现象。等现象。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 3 3)喷涂)喷涂 一般指 一
7、般指压缩空气喷涂压缩空气喷涂。它利用。它利用压缩空气压缩空气在喷枪喷嘴处产生 的负压将 在喷枪喷嘴处产生 的负压将漆流漆流带出并分散为带出并分散为雾滴状雾滴状,涂覆在物面上。 ,涂覆在物面上。 优点是工效高、施工方便。适应 几乎任何条件下不同形状尺寸的 物体及多种油漆材料。涂膜光滑 平整、厚薄均匀。 缺点是油漆有效利用率低,易引 起火灾和苯中毒。 另外还有高压无气喷涂,涂膜附着力较好,但均匀性较差。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 4 4)静电喷涂)静电喷涂 静电喷涂静电喷涂是一种涂饰新工艺,它借助于是一种涂饰新工艺,它借助于高压电场高压电场的作用,使喷 枪喷出的 的作用,使喷 枪喷出
8、的喷雾带电喷雾带电,通过,通过静电引力静电引力而沉积在带而沉积在带异电异电的工件表面 上而完成喷漆过程。 的工件表面 上而完成喷漆过程。 静电喷涂有以下特点: 生产效率高,可实现自动化。 涂雾飞散损失少,涂料利用率高 涂膜均匀,附着力好,涂膜质量好。 大大减轻劳动强度,且漆雾飞散少, 改善了劳动条件。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 5 5)粉末涂饰粉末涂饰 粉末涂饰 粉末涂饰是成膜物质以是成膜物质以固体粉末固体粉末的形式涂覆的,其一次涂 覆的涂层厚度可从几十微米到一百微米以上,可代替 的形式涂覆的,其一次涂 覆的涂层厚度可从几十微米到一百微米以
9、上,可代替溶剂型溶剂型涂 料的几道涂层,从而简化 涂 料的几道涂层,从而简化施工工艺施工工艺,显著减轻,显著减轻劳动强度劳动强度和提高和提高 生产效率生产效率。但工件必须经过。但工件必须经过高温烘烤,调色高温烘烤,调色不如溶剂型涂料方 便,并要有一套相应的 不如溶剂型涂料方 便,并要有一套相应的涂饰设备涂饰设备。 粉末涂装由于涂膜性能及工艺性差,汽车上应用不普及。 但在国外,作为 粉末涂装由于涂膜性能及工艺性差,汽车上应用不普及。 但在国外,作为防腐涂层防腐涂层和和车身中涂层车身中涂层已有多条生产线。已有多条生产线。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 6 6)电泳涂漆)电泳涂漆 电泳涂漆
10、是上世纪电泳涂漆是上世纪6060年度发展起来的,年度发展起来的, 是一种特殊的涂膜是一种特殊的涂膜 形成方法,仅适于电泳专用的水性涂料。形成方法,仅适于电泳专用的水性涂料。 最早采用的是最早采用的是阳极电泳法阳极电泳法。因为工件是阳极,在电泳涂漆 过程中发生电偶腐蚀,工件表面上的磷化膜也部分溶解,因此 。因为工件是阳极,在电泳涂漆 过程中发生电偶腐蚀,工件表面上的磷化膜也部分溶解,因此 降低了涂膜耐腐蚀性降低了涂膜耐腐蚀性。后来又研发了。后来又研发了阴极电泳涂漆阴极电泳涂漆(工件作为 阴极)。 (工件作为 阴极)。阴极电泳涂底漆工艺已成为最成熟的汽车车身、车轮 和车架等涂底漆技术之一,至今尚无
11、更先进的替代方法。 阴极电泳涂底漆工艺已成为最成熟的汽车车身、车轮 和车架等涂底漆技术之一,至今尚无更先进的替代方法。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 汽车涂装经历了100多年的发展历程,其作业方式、作业内容 发生极大的变革。 4. 4. 汽车涂装技术发展历史与概况汽车涂装技术发展历史与概况 作业方式 作坊式简 单刷涂 作坊式简 单刷涂 简单 喷涂 简单 喷涂 大量流水线 涂装 大量流水线 涂装 作业内容 工件表面工件表面 刷一层漆刷一层漆 工件表面先刷防工件表面先刷防 锈漆再喷面漆锈漆再喷面漆 漆前处理、电泳、 中涂、面漆 漆前处理、电泳、 中涂、面漆 1)发达国家汽车涂装技术发展历
12、程 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 世界各国对车身涂装工艺的要求各有特点。如西欧注重质量和环保, 在涂装工艺、设备上投资大;日本则更重视经济。 不同品牌和价位的汽车耐蚀性不同。有的车身全用镀锌钢板,有的 仅在无法涂装和难涂装的部位、在汽车运行中受地面冲击的部位用。 车身涂装质量要求和环保要求日益提高。(VOC:挥发性有机化合物) 生产年度 所 要 求 的 耐 腐 蚀 性 外板无腐蚀 外板无穿孔 结构件无损坏腐蚀 7880年 1年或40000km以上 3年或120000km以上 6年或240000km以上 8184年 1.5年或60000km以上 5年或200000km以上 1985年
13、5年 10年 20年或300000km 加拿大汽车涂装防腐基准加拿大汽车涂装防腐基准 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 各各 国国 汽汽 车车 涂涂 装装 排排 放放 VOC 界界 限限 值值 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 从1953年一汽建厂至今,我国涂装发展历史可分为三个阶段: 1953-1979:依托原苏联技术,装备一汽“解放”牌载重汽车 车身及零部件涂装生产线,后建设了跃进、重汽和二汽。 1980-1989:一汽、二期和济汽从英国Haden Drysys公司引进 驾驶室涂装技术(浸式磷化处理、阴极电泳等),建成多条 车身涂装线。 1990-今:从合资企业引起全套轿车车身
14、涂装技术(涂层标准、 涂装工艺),承建了几十条现代化轿车车身涂装线。 2)我国汽车涂装技术发展历程 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 与欧、美、日等发达国家和地区相比,我国涂装差距明显: 基于国家严格的环保法规尚未健全,涂装公害防治差距 甚远,如VOC(挥发性有机化合物)排放标准不严格。 涂层质量有差距,尤其是国产载重汽车和各类客车。 汽车涂装技术开发能力差。 涂装管理体系不完善,科技人员和管理人员亟需充实。 3)我国汽车涂装技术与国外的差距 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 第二部分 车身涂装工艺 第二节 车身涂料 第二节 车身涂料 1. 车身涂料概况1. 车身涂料概况 2. 车
15、身用底漆2. 车身用底漆 3. 车身用中间层涂料3. 车身用中间层涂料 4. 汽车车身用面漆4. 汽车车身用面漆 5. 车身涂料的发展趋势 5. 车身涂料的发展趋势 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 1. 1. 车身涂料概况车身涂料概况 汽车涂料由于其产量大(占涂料总产量20%以上)、品种多 (满足轿车、客车、货车、工程车等各种车型需求)、要求高 (涂膜具备很强的保护作用和装饰作用),以及独特的施工性 能(适应高速流水线生产方式)等而成为一种专用涂料。 汽车车身涂料又是汽车涂料中用量最大、要求最高的分组。 早期涂料由植物油和天然漆制成,因此又被称为“油漆”。 现代涂料则广泛利用各种合成树
16、脂、颜料及溶剂制成。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 1 1)车身涂料的特点)车身涂料的特点 极好的极好的耐候性耐候性和和耐腐蚀性耐腐蚀性。使用寿命接近车身寿命,各种气 候条件下,保光保色性好,涂膜不开裂、不起泡、不脱落。 。使用寿命接近车身寿命,各种气 候条件下,保光保色性好,涂膜不开裂、不起泡、不脱落。 极好的极好的施工性能施工性能和和配套性配套性。能适应汽车的高速流水生产方式 ,干燥迅速,涂层间结合力优良,无渗色、开裂等。 。能适应汽车的高速流水生产方式 ,干燥迅速,涂层间结合力优良,无渗色、开裂等。 极高的极高的装饰性装饰性。要求涂层色泽鲜丽且经久不变,外观丰满, 鲜映性好。
17、。要求涂层色泽鲜丽且经久不变,外观丰满, 鲜映性好。 优良的优良的机械性能机械性能。要求涂膜坚韧耐磨,能适应汽车行驶中的 震动、冲击等。 。要求涂膜坚韧耐磨,能适应汽车行驶中的 震动、冲击等。 良好的良好的经济性经济性。 能耐汽油、柴油、机油和公路用沥青等的作用。 能耐汽油、柴油、机油和公路用沥青等的作用。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 2 2)涂料的组成涂料的组成 主要成膜物质 主要成膜物质 是构成涂料的基础,称为是构成涂料的基础,称为基料基料和和漆基。漆基。分油性 和树脂两类。 分油性 和树脂两类。可单独成膜。可单独成膜。 次要成膜物质 次要成膜物质 是构成涂膜的是构成涂膜的组成
18、部分组成部分,提高涂膜性能,但不 能单独成膜。例如,颜料是次要成膜物质。 ,提高涂膜性能,但不 能单独成膜。例如,颜料是次要成膜物质。 辅助成膜物质辅助成膜物质。对涂料变成涂膜的过程或对涂膜性能起一些。对涂料变成涂膜的过程或对涂膜性能起一些 辅助作用,辅助作用,包括包括稀料稀料和和辅助材料辅助材料两类。两类。 以上组分按组成涂料的作用分为粘结剂(包括主要成膜物 质和溶剂)和其他材料(颜料、辅助材料、溶剂)。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 3) 汽车车身涂层的分组汽车车身涂层的分组 根据汽车零部件根据汽车零部件使用条件使用条件和对和对涂层质量涂层质量要求不同,要求不同,涂层涂层分分10
19、组,组, 每组又分若干等级。每组又分若干等级。 涂层代号涂层代号 分组名称分组名称 级别级别 油漆涂层名称油漆涂层名称 用途举例用途举例 TQ1 车身组 甲 优质装饰保护性涂层 货车驾驶室及覆盖件 乙 一般装饰保护性涂层 TQ2 轿车车身组 甲 高级装饰性涂层 高级轿车车身及覆盖件 乙 优质装饰保护性涂层 中级轿车车身及覆盖件 TQ3 车箱组 甲 防腐、装饰性涂层 金属车箱 乙 防腐、装饰性涂层 木质车箱 TQ10 车内装饰组 客车、货车内饰件 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 2.2. 车身用底漆车身用底漆 底漆底漆是是直接涂布直接涂布在经在经表面处理表面处理的车身上的第一道漆的车身上
20、的第一道漆, ,是整个是整个涂涂 层的基础,层的基础,对车身对车身防锈蚀防锈蚀和整个涂层和整个涂层经久耐用经久耐用起主要作用。起主要作用。 底漆必须具备的底漆必须具备的特性特性: 附着力强附着力强,除在车身表面上附着牢固外,与面漆粘附牢固。,除在车身表面上附着牢固外,与面漆粘附牢固。 良好的良好的防锈能力防锈能力、耐腐蚀耐腐蚀和和耐水性耐水性。 较高的较高的机械强度机械强度和适当的和适当的弹性弹性。 与中间涂层或面漆层有良好的与中间涂层或面漆层有良好的耐溶剂性耐溶剂性。 良好的良好的施工性施工性。 。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 3.3. 车身用中间层涂料车身用中间层涂料 中间层涂
21、料中间层涂料是指介于是指介于底漆层底漆层与与面漆层面漆层之间的涂层所用涂料。之间的涂层所用涂料。 主要功能是改善被涂工件表面和底涂层的主要功能是改善被涂工件表面和底涂层的平整度平整度,提高整个涂 层的 ,提高整个涂 层的装饰性装饰性。 对于平整度较好,装饰性要求不太高的对于平整度较好,装饰性要求不太高的载重汽车载重汽车的车身和的车身和中级 客车、轿车 中级 客车、轿车,在大量流水生产中,常,在大量流水生产中,常不采用中间涂层不采用中间涂层,以简化 工艺。 ,以简化 工艺。 对于装饰性要求高的对于装饰性要求高的客车客车、轿车轿车,有时采用几种中间层涂料。 ,有时采用几种中间层涂料。 武汉理工大学
22、武汉理工大学 武汉理工大学 中间层涂料应具有以下特性:中间层涂料应具有以下特性: 应与应与底漆底漆、面漆层面漆层配套良好,涂层的配套良好,涂层的结合力强结合力强,硬度配套适 中,不被面漆的溶剂咬起。 ,硬度配套适 中,不被面漆的溶剂咬起。 应具有应具有填平性填平性,能消除被涂表面的划纹等微小,能消除被涂表面的划纹等微小缺陷缺陷。 打磨性好打磨性好。打磨时不沾砂纸,在湿打磨后,能得到平整光滑 表面,并能高温烘干。 。打磨时不沾砂纸,在湿打磨后,能得到平整光滑 表面,并能高温烘干。 耐潮湿性好耐潮湿性好,不应引起,不应引起涂层起泡涂层起泡。为保证涂层间的结合力和 配套性,中间层涂料所选漆基与底漆和
23、面漆所用漆基相仿。 。为保证涂层间的结合力和 配套性,中间层涂料所选漆基与底漆和面漆所用漆基相仿。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 4. 4. 车身用面漆车身用面漆 汽车面漆汽车面漆是汽车多层涂层中是汽车多层涂层中最后涂层最后涂层用的涂料,它直接影响汽 车的 用的涂料,它直接影响汽 车的装饰性装饰性、耐候性耐候性、耐潮湿性耐潮湿性和和抗污性抗污性。轿车和高级客车对 面漆质量要求非常高。 。轿车和高级客车对 面漆质量要求非常高。 外观装饰性外观装饰性。涂膜外观应光滑平整、花纹清晰。涂膜外观应光滑平整、花纹清晰。 硬度硬度和和抗崩裂性抗崩裂性。面漆涂膜应坚硬耐磨,不易产生划痕。面漆涂膜应坚
24、硬耐磨,不易产生划痕。 耐候性耐候性。避免面漆层因温度变化开裂。避免面漆层因温度变化开裂。 耐潮湿性耐潮湿性和和防腐蚀性防腐蚀性。潮湿环境不应泡、不变色或不失光。潮湿环境不应泡、不变色或不失光。 耐药性耐药性。与机油、汽油、沥青等接触擦洗后不变色、失光。与机油、汽油、沥青等接触擦洗后不变色、失光。 施工性能施工性能。 。 武汉理工大学武汉理工大学 武汉理工大学 5.5. 车身涂料的发展趋势车身涂料的发展趋势 新型涂料有水性涂料、粉末涂料、溶剂置换型涂料、非水 分散体涂料等,其中以 新型涂料有水性涂料、粉末涂料、溶剂置换型涂料、非水 分散体涂料等,其中以水性涂料和粉末涂料水性涂料和粉末涂料最具发
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