浅谈3C2B 水性漆配套2K 清漆外观长短 波倒置问题的解决

刘青松，张伟，郭平浩，高磊，单志愿，陈海涛，刘陈

（金华华科汽车工业有限公司，浙江 金华 321000）

前言

传统汽车涂装现场采用3C2B 工艺，磷化+电泳->高温烘烤固化->水性中涂漆->预烘烤+高温烘烤固化->水性色漆+预烘烤->2K（双组分）清漆->高温烘烤固化。LW（长波）、SW（短波）和DOI（鲜映性）是漆膜外观常用的评价指标。根据颜色的不同，设置不同的指标值。桔皮长波（Lw）的数值小于短波（Sw）数值，一般认为长波（Lw）是短波（Sw）的1/3-1/2（Lw 与Sw 的比值为2-3）为最佳；在施工过程中，会出现Lw≥Sw 的情况，这被称为“长短波倒置”。当出现长短波倒置时，距离车身3 米观察漆膜，目视桔皮明显；距离车身0.4 米倾斜45°角观察漆膜，目视桔皮呈现较深的斜状条痕。笔者以某主机厂喷涂黑色（铝粉粒径较小的金属漆）时，发生长短波倒置问题为例，浅谈其解决方法及思路。

1 问题现状

1.1 问题来源

某主机厂涂装生产线采用3C2B 工艺，在投产试制初期阶段，发现黑色（铝粉粒径较小的金属漆）的漆膜外观目视桔皮明显。经对漆膜外观进行测量，该车型共22 个测量点，其中有10 个测量点出现了长短波倒置问题。经对所有颜色进行整理排查，发现黑色（铝粉粒径较小的金属漆）均存在长短波倒置问题，而棕、红、珠光白等颜色则不存在此问题。黑色车身的垂直面翼子板、侧围和四门的Sw 与Lw 之比达到了0.89 以下，表现为测量数据很好，但目视桔皮明显。现以垂直面倒置明显的左后门为例，说明其调整的方法。

1.2 工艺现状

表1 涂装施工过程工艺参数

在生产现场随机抽取2 台车身，以左后门为实验点，测量其钢板、电泳漆膜外观粗糙度及中涂、面漆外观桔皮。用mahr 粗糙度仪测量其钢板及电泳外观，Ra 分别为：钢板0.80和0.81，电泳0.22 和0.23；用BYK 桔皮仪测量其中涂及面漆外观，Lw、Sw、DOI 分别为：中涂9.9、29.3、35.6 和10.7、31.9、34.1；面漆5.7、3.6、96.3 和6.0、4.2、96.0。涂装施工过程工艺参数和喷涂程序，见表1。

中涂、色漆和清漆生产线的喷涂节距为6.1m，链速分别为：中涂2.1m/min，色漆和清漆2.3m/min。

中涂喷涂为一站机器人喷涂，喷涂距离23cm，喷涂速度600mm/s，喷涂有效扇幅400mm，搭接率66.7%，吐出量430ml/min，静电电压60kv，旋杯转速45000r/min，雾化器采用双成型空雾化：内部成型空气流量0.2Mpa，外部成型空气流量0.45Mpa。

色漆为两站机器人喷涂，每站喷涂间隔时间39.5s，两站的喷涂参数部分相同：喷涂距离23cm，喷涂速度600mm/s，喷涂有效扇幅400mm，搭接率66.7%，一站吐出量220ml/min，二站吐出量210ml/min，静电电压60kv，旋杯转速45000r/ min，雾化器采用双成型空雾化：内部成型空气流量0.2Mpa，外部成型空气流量0.45Mpa。

清漆为两站机器人喷涂，每站喷涂间隔时间39.5s，两站的喷涂参数部分相同：喷涂距离23cm，喷涂速度600mm/s，喷涂有效扇幅400mm，搭接率66.7%，一站吐出量190ml/min，二站吐出量 390ml/min，静电电压 60kv，旋杯转速45000r/min，雾化器采用双成型空雾化：内部成型空气流量0.2Mpa，外部成型空气流量0.45Mpa。

2 解决思路

2.1 色漆膜厚的影响

通过调整色漆膜厚往上限和下限两个方向调整，单点膜厚调整范围10μm-20μm，色漆膜厚调整到15μm 以上时，Sw 和Lw 已不倒置。膜厚控制在15μm 时，Sw 与Lw 之比约为1.26，目视最佳状态。

小结：色漆膜厚越薄时，Lw 值越大；色漆膜厚越厚时，Lw 值越小。色漆膜厚对Sw 值影响较小。解决长短波倒置问题，可以增加色漆单层膜厚降低Lw 值，从而拉开Lw 与Sw值之间的比例。

图1

2.2 车身模块喷涂的影响

车身结构特性分为平面和立面，通过调整工件预烘及烘烤位置。在工艺车左后门上粘贴中涂板，正常（立面）喷涂色漆。车身在进入预烘前将左后门拆掉，捆绑在车身机盖位置进行（平面）闪干及预烘脱水，色漆预烘后将左后门装回原位进行清漆（立面）喷涂，然后再次把车门拆卸，捆绑在车身机盖位置进入面漆烘干炉（平面）烘烤。

图2 立面喷涂

图3 平面烘烤

通过车身拆解模块化喷涂，立面喷涂平面烘烤的贴板外观目视较好，Sw 与Lw 之比约为2.9。而立面喷涂立面烘烤的贴板外观目视较差，Sw 与Lw 之比约为1.1。

小结：立面喷涂平面烘烤的工件，由于油漆在流平过程中，平面的油漆微粒除了受表面张力向上的拉动外，还受重力的向下拉动，表面张力合力与重力方向相反，所以形成贝纳德涡的动力相对较小，最终形成长短波之间比例较好现象。

图4

图5

2.3 预烘脱水的影响

在施工工艺参数相同的情况下，调整色漆预烘温度，烤炉温度分别调整到80℃->85℃->90℃，脱水率分别为91.3%、92.5%和93%。

图6

小结：通过升高预烘温度，提高色漆涂层脱水率，使Sw显著提升。因此，脱水率的提升可以有效拉开Lw 与Sw 之间 的比值。

2.4 涂膜润湿性的影响

色漆为两站机器人喷涂，吐出量分别为220ml/min、210ml/min，静电电压60kv，旋杯转速45000r/min，雾化器采用双成型空雾化：内部成型空气流量0.2Mpa，外部成型空气流量0.45Mpa。经现场调试，提高湿膜润湿性，由两站喷涂调整为一站喷涂，水性黑色漆膜外观不存在色差现象，因此一站喷涂措施可行。调整后的一站喷涂工艺参数，吐出量分别为430ml/min，静电电压65kv，旋杯转速45000r/min，雾化器采用双成型空雾化：内部成型空气流量0.2Mpa，外部成型空气流量0.45Mpa。色漆两站喷涂后涂膜中挥发物含量75.47%，一站喷涂后涂膜中挥发物含量76.63%。一站喷涂后，目视湿漆膜表面光泽水润饱满。两站喷涂后，Sw 与Lw 之比约为1.22，一站喷涂后，Sw 与Lw 之比约为1.32。

小结：一站喷涂漆膜整体下降，因此Lw 值整体均上升0.46，Sw 值整体均上升1.06。

图7

图8

3 结语

通过外观调整改进，黑色（铝粉粒径较小的金属漆）车身漆膜外观Lw 与Sw 之间的比值恢复正常。因每个涂装车间现场、设备、工艺、环境的有所不同，解决长短波倒置问题的方法可能有所差异。笔者就长短波倒置问题，从色漆膜厚、模块喷涂、预烘脱水、涂膜润湿等几个方面开展工作以后，长短波倒置现象明显改善。现场批量生产约5000 台车后，数据依然稳定。希望通过此篇文章能给各位带来一些思路。