汽车车身制造工艺基础最新版教学课件第10章

板 5-辐射板
（4）研磨工序 水磨工序不需要特殊设备，但是为了能够确切判断前 道工序的疵病并加以修整，需要配备足用的照明装置。 在干磨场地应设置排气装置，以使粉尘不致伤害工人。 大量生产时，采用自动研磨机进行车身外护板研磨。 （5）涂料供应 对涂料厂供应的涂料，应按批定期检验黏度、不挥发 性、色彩与漆膜性能，并调配成涂漆车间所需要的状 态与黏度，供喷漆使用。所采用的供应方法，因涂料 的用量而异，可分为下列三种。
汽车车身制造工艺基础
第十章 汽车车身涂装
第一节 车身涂装工艺与装备 第二节 涂装方法与装备 第三节 干燥固化
第十章 车身涂装工艺与装备
第一节 车身涂装典型工艺
概括起来，国内外汽车车身涂饰工艺可以分为以下三个基本体系。
（1）涂二层烘二次体系。即底漆涂层和面漆涂层。无中间涂层。两层分别烘 干。中型、重型载重汽车的驾驶室一般采用这一涂饰体系。 （2）涂三层烘二次体系。涂层同上，底漆层不烘干，涂中间涂层后一起烘干， 采用“湿碰湿”工艺，因而烘干次数由三次减为二次。 （3）涂三层烘三次体系。即底漆涂层、中间涂层和面漆涂层，三层分别烘干。
1) 杯式喷枪供应法：用于选喷与补喷等 车身局部喷涂。 2) 容器供应法：用于涂漆台数较少的场 合。漆箱容量有 10、20、50L 等数种。 3) 循环管路供应法：用于单色大量长期 涂漆，循环方式可分为终端式(图1011a))与全循环式(图10-11b))两类
图10-11 循环方式示意图 1-泵 2-缓冲罐 3-阀门 4-过滤器 5-总管 6-调节器 7-喷枪 8-调压器 9-软管 10-支管 11-涂料压力调节器
在喷漆线前面的准备室内，用压缩空气吹掉附着在车身上的灰尘，并以抹布揩拭，用汽油喷洗 车身表面。二道底漆的喷涂目的，在于防止面漆涂料被头道底漆吸收。涂漆方法则采用自动静电空 气喷涂。 （9）烘干
喷漆终了后停放 10min 左右，再送入烘干炉中。若不经停放立即入炉烘干，容易产生气 孔、流 淌等涂漆疵病。烘干炉一般多为热风循环炉，烘干温度常为 140～150℃，保持 30min。 （10）二道底漆水磨
以腻子填平并修整车身外护板上的凹坑、锉纹与划痕，可用刮与喷两种方式。对于程 度特别严重的 缺陷，应先以砂轮或锉刀修整。
（7）涂密封胶 汽车车身上有许多钢板接合缝和间隙，对这些部位应涂上密封胶，防止汽车行驶时水、 风、尘
埃侵入车内。此外，还可将钢板接合缝遮盖起来，增进车身的美观。二道底漆或面漆不宜在涂密封 胶之后立刻进行，应待密封胶烘干之后再喷涂。 （8）二道底漆喷涂
例如，东风公司的雪铁龙ZX（富康）轿车CKD小批量生产的涂装工艺是：预清洗→碱液脱 脂→水洗→表面调整→磷化→水洗（二次）→阴极电泳涂漆→水洗（四次）→烘干→底漆打磨 →喷中涂（两道）→晾置→烘干→中涂打磨→喷面漆（二道）→烘干→检查。这就是涂三层烘 三次体系。
一、涂装工艺与装备概述 1.涂漆工艺设计
二、涂装前处理、涂底漆工艺 前处理是涂装工艺中最重要的工序之一。前处理的处理方式按处理液与被处理件的接触方式
可分两大类，喷射方式和浸渍方式。随着电泳涂装技术的采用促使车身的前处理工艺迅速由喷射 方式革新为全浸处理方式，以解决喷射处理车身未处理完全的油污被带入电泳槽内，加上电泳槽 液中溶剂和金属溶质而产生电解脱脂，其结果电泳涂膜上产生缩孔。采用全浸处理方式是使车身 内表面尽可能处理完善，并提高其防锈力。
水磨是以砂纸、转动砂轮或摆动砂轮研磨涂漆表面，以去除尘粒和其他附着物，而使表面平整； 此外，并可在漆膜表面上留下微细划痕，增加了表面积，提高了面漆的附着能力。
（11）沥水干燥 在炉温为100～120℃的热风烘干炉中，保持10～15min。 （12）面漆喷涂 面漆喷涂乃是车身涂漆的最终工序，一般多用空气喷涂，也有采用静电涂漆以及自动化涂漆的实 例。涂金属漆时，为了保持金属光泽，防止铝粉变色，有时未等金属涂漆干燥，即在其上再涂一 层透明漆，称为湿碰湿(wet on wet)法。 （13）烘干 与二道底漆的烘干工艺相同，烘干温度为 140～150℃，保持30min。 （14）成品车的防护涂漆 涂漆目的在于对向用户运送或保管中的成品车加以短期保护，所用的涂漆方法有空气喷涂和无气 喷涂等两种。
（2）喷漆室 表10-2为喷漆室的设计标准，设计的要点是空气的供应与排气的净化。 图10-4 给出喷漆室内的气
流流线与空气流速。目前通用的湿式分离方式有喷嘴喷水式(图10-5)、无泵式(图10-6)、汾丘里(Venturi) 式(图10-7)等三种。
项
目
进气温度
室内温度
排风量
进风量
喷嘴给水量 屏幕给水量 给水压力
主要限制指标 pH n-Hex COD BOD；
脱脂清洗废水；
pH n-Hex COD BOD；
磷化处理废水；
pH n-Hex Fe Zn；
喷漆线废水；
pH n-Hex COD BOD
SS；
电泳涂料废水；
pH n-Hex COD BOD SS Cr；
水磨废水
pH SS
Leabharlann Baidu
排气
涂漆线排出的溶剂蒸汽； 有机溶剂蒸汽量(特别是光化学活性溶剂)；
三、中涂、面漆涂装工艺 1.中涂的涂装工艺。
中涂涂装一般是布置在PVC密封胶、车底涂料和防声、防震片预烘干后进行。但为节能有的生 产线省略PVC涂料的预烘干工序，即PVC密封胶和车底涂料与中涂一起烘干。中涂涂装线一般是由 底漆打磨间、擦净间、喷漆室、晾干室、烘干室和强冷室等组成。 中涂涂装一般都采用手工喷漆和杯式自动静电涂装相结合的方法，近年来国内载重汽车有轿车化的 倾向，也采用中涂，提高外观装饰性，增强市场竞争力。为获得优质稳定的中涂涂层，应注意以下 要点：
图10-8 直接加热式炉
图10-9 间接加热式炉
3）远红外线炉 远红外线炉是一种在热风干燥炉本体内部装设辐射板，使炉内工件同时受到热风和辐射线加
热的炉型。一般最常使用的以热风或燃烧气体加热的远红外线炉的构造如图10-10 所示。
图10-10 热风远红外线炉 1-热风输出烟道 2-热风输入烟道 3-送风机 4-铝
图10-1 前处理工序
（2）前处理的沥水干燥 一般在循环热风炉内使前处理后的水分蒸发干燥。干燥条件应使车身表面水分充分蒸发去除，炉温一
般为 80～120℃，干燥时间一般为 10～30min。 （3）电泳涂漆
作为头道底漆的电泳涂漆，其目的在于防锈。与喷涂相比较，电泳涂漆可使钢板接合部与车身各处都 有漆料附着，显著提高防锈能力。此外，漆膜厚度也可通过调整通电时间和电压来控制。 （4）烘干电泳
所用热源有城市煤气、天然气、液化气、煤油、重油等燃料，以及蒸汽、电热等能量。 加热方式有直接加热式与间接加热式等两类。生产方式则可分为使用输送机连续作业的隧道式、 驼峰式，以及周期作业的开闭炉门式。
①直接加热式：将油或煤气等燃料燃烧的气体和炉内循环空气混合，输入炉内。图10-8所 示为炉子加热部分的构造。 ②间接加热式：将已燃气体送至热交换器内，用之加热炉内的循环空气。由于已燃气体不 直接送至炉内，不致发生因炉内气氛与煤烟所引起的漆膜缺陷。炉子加热部分的构造如图 10-9所示。
/min
预备清洗
1.0
脱脂 2.0～3.0
第一次水洗 1.0
磷化 2.0～3.0
第二次水洗 1.0 第三次水洗 1.0
温度/℃ 压力/(kg/cm2)
50～55±3
55±3 室温 55±3 室温 室温
1.2
1.5～2.5 1.0～2.0 1.5 以下 1.0～2.0 1.0～2.0
图10-3 磷酸锌处理装置剖面图
（7）辅助设备 在涂漆车间排放的物质中，有些已成为限制的对象。为此，就应选用那些没有成为限
制对象的表面处理剂与涂料。当不得不排出限制物质时，必须安装处理设备，将其含量 控制在规定限度之内。涂漆车间排出物中应加限制的主要物质见表10-4。
废水
表10-4 涂漆车间排出物中的限制物质
限制物质 脱脂废水；
底漆涂装多采用电泳涂装法，中涂前的包括底漆涂装的工艺过程为：从用电泳涂装法涂阴极电泳 底漆→在槽上用ＵＦ液或去离子水洗（10～30ｓ）→用循环UF液冲洗（10ｓ）→用循环UF液浸泡 （10ｓ）→用新鲜去离子水淋浴（10ｓ）→用循环去离子水浸洗（10ｓ）→用新鲜去离子水冲洗 （10ｓ）→晾干或吹干漆面的水滴（3min）→在175～180℃下烘干20min强制冷却→技术检查（包 括表面质量，干燥程度，膜厚→所有缝隙处涂密封胶→车身底板下表面喷涂PVC车底涂料。
2.涂漆车间与设备 进行涂漆车间平面布置时，应该充分考虑到未来车型变化，使之具备适当规模。图10-2所示为
轿车车身涂漆车间平面布置的实例。
图10-2 涂漆车间平面布置
（1）前处理装置 喷淋式磷酸锌处理规范的实例见表10-1处理装置的剖面图，如图 10-3所示。
表10-1 磷酸锌处理规范
工 序 名 处理时间
照度
表 10-2 喷漆室设计标准
标
准
底漆喷涂：夏季，30℃以下；冬季，20℃以上 面漆喷涂：夏季，28℃以下；冬季，22℃以上
夏季，85%以下；冬季，40%以上 每平方米面积为 0.45m3/s 以上，轴流式鼓风机静压大于 28mm 水柱
较排风量大 5%，准备间及自干间的进风量较喷漆间大 10%
每米 120L/min 以上 每米 180L/min 以上
（1）在中涂涂料之前应检查底涂层的表面的质量和清洁度，且都应符合工艺要求。当在 涂料线上无预烘干工序时，不能采用鸵鸟毛自动擦净机，而是进行人工擦净。进入中涂线 的车身表面的缺陷（如颗粒、PVC涂料的飞溅等）都应消除。 （2）所选用的中间层涂料与底漆、面漆的配套性要好，未打磨的中涂涂膜与面漆涂膜之 间也应有良好的结合力。 （3）涂装环境应与涂面漆环境相同，达到清洁无尘，这样可减少或消除中涂层的弊病， 以减少中涂打磨工作量或实现中涂层不打磨。 （4）应严格遵守所选用涂装方法（如手工空气喷涂法、手工静电喷涂法和高转速杯式自 动静电涂装法等）的操作要求和技术规范。 （5）中间涂层的打磨应有规律，打磨的方向应一致，不应乱打磨，应用400～800号水砂 纸进行湿打磨。
目前所使用的红外线热源大都是钨丝灯泡，其放射能量的 90%为红外线，可见光约为 10%。红外线的波长范围介 0.77～400m 之间，透过灯泡玻璃射到被加热工件上的波长为4m 左右。其反射吸收效率因被加热物体的材料、形状、颇色、反射率等因素而异。红外 线炉的 构造可分为开放式与密封式两类，应根据工件形状、尺寸与生产规模来选用。 2）热风烘干炉
涂漆后必须烘干。烘干条件虽因涂料种类而异，但一般高于面漆烘干温度，常为 150～ 170℃，保温 30min。 （5）涂防声胶
涂防声胶的目的在于缓和汽车行驶时从发动机与路面上发生的振动与噪声，防卫从路面上带起的沙砾、 石块、水、泥、尘埃、热气等对车身的撞击与侵袭。胶膜厚度一般为 2～3mm。 （6）刮、喷腻子
烘干炉排出的溶剂蒸汽
同上
1）废水处理
① 脱脂废水与脱脂清洗废水 ② 磷化废水 ③ 喷漆室废水 ④ 电泳涂料废水 ⑤ 水磨废水
图10-12所示为电泳涂料 废水沉淀处理工艺流程。
图10-12 电泳涂料废水沉淀处理工艺流程
2）排气处理 ① 吸附法：以活性炭为吸附剂，除去排气的臭味与有机溶剂。吸附塔的式样有圆筒形、小室形、 平置形等数种。 ② 燃烧法：将含有机物的排气送入锅炉或燃烧炉中，使可充分燃烧，形成 H2O、CO2、H2 等无害、 无臭化合物，是一种氧化处理法。 ③ 其他处理法：包括以铂和钴为触煤，使排气在低温完全燃烧的触媒氧化法，以及使有害气体与 水等吸收液接触而被吸收的吸收法等数种。
设计涂漆工艺时，在充分理解各工序目的与作业内容的基础上，必须设计出符合产品质量要求 的涂漆工艺，以下为汽车车身涂漆各工序的目的与作业内容。 （1）涂漆前处理
汽车在涂漆之前，不论是零部件、大件工件或整车，都要先将金属表面的油污、锈蚀等杂物彻 底清除干净后，方可涂头道底漆(即有防锈作用的底漆)，这样才能使漆膜直接附着于金属表面，起 到防锈作用，提高漆膜的附着能力，使漆膜真正起到防锈和保护金属的作用。 涂漆前处理是在车身金属基体表面上形成磷化膜，以提高其防锈能力及其与底漆的结 合能力。前处 理工序包括脱脂、磷化、清洗等内容，如图10-1 所示。
1.5kg/cm2 以上 喷漆间 500lx 以上，准备间 300lx 以上，自干间 100lx 以上
图10-4 气流流线与空气流
图10-5 喷嘴喷水式
图10-6 无泵式
图10-7 汾丘里式
（3）烘干炉 涂料的干燥条件可分为常温干燥型与烘烤干燥型两大类。从提高生产效率出发，前者也采
用强制干燥。以下概述几种烘干方式。 1）红外线炉