涂装技术、工艺、管理改善浅析

www.tuliaoren.com 2008-09-15 涂料讲堂

引言

空气喷涂法是最简单最基本的一种喷涂方法，也是目前广泛使用的一种喷涂方法，其主要原理是利用压缩空气（气压在0.3～0.5MPa）流经喷嘴时，使其周围产生负压而使漆液被吸出，因压缩空气的快速扩散而雾化。其喷涂利用率在所有喷涂方法中最低，一般在30%～60%范围内，且环境污染最严重。使用空气喷涂法，相当一部分涂料是在喷涂时因雾化、飞散而浪费。这不但增加制造成本，而且还加重了喷烤房内过滤棉的堵塞，污染了环境和设备。要提高涂料的利用率，笔者认为必须从涂装方法、涂装工艺和涂装管理入手，实行全过程控制，才能取得良好的效果。

1 影响涂料利用率的因素

1.1 喷涂方法的影响

对空气喷涂法，高压无气喷涂法，高压辅气喷涂法（又称混气喷涂法）和静电喷涂法等喷涂方法进行对比分析，可看出：不同的喷涂方法，因其原理不同而使涂料利用率具有明显的差别，在其他因素相同的情况下，高压辅气喷涂（混气喷枪）比空气喷涂涂料利用率大10%～20%；静电喷涂比空气喷涂涂料利用率大30%～40%。

1.2 操作技能的影响

喷漆工的操作技能影响着喷涂的全过程：在喷涂前，表现在操作者对涂料的调配，对PQ-2型喷枪各旋钮调整，如漆量调控阀、空气调控阀和扇形调控阀等；在喷涂时，表现在喷枪与工件的距离，运枪的速度、匀速性及前后喷幅搭接的掌握；在喷涂后，表现在对喷枪的及时清洗和维护保养。气压一般控制在0.5MPa左右、出漆量控制在200mL/min左右、运枪速度控制在300～450mm/s、喷幅控制在150mm左右、喷距控制在200～250mm、前后喷幅搭接1/3左右较为理想。能否掌握这些技能，将直接影响涂料的利用率和喷枪的使用寿命。

目前许多公司喷漆工操作技能偏低，主要有2个方面原因：（1）一些公司把涂装工艺各工序以产品为单位集中化，实施“一人多能”的生产模式，大大降低了喷涂作业专业化程度；（2）喷漆工种脏、累、有毒有害，很多人不愿意从事该工种，或从事之后却又改做其他工种。基于上述原因，造成喷漆工技术素质不高，对喷涂操作技能掌握不够，导致漆雾过分飞散，且经常因漏喷、流挂、漆膜厚度过分不均而造成返工，加上操作人员节约意识淡薄，大大降低了涂料的利用率。

1.3 涂装场地分散的影响

某公司涂料年用量达30t以上，但由于分散在3个点涂装作业，一次性喷涂作业批量小，降低了涂料的利用率。因为每次喷涂作业，损耗在输漆管、漆桶和喷枪中的涂料是一定的。一次性作业批量越少，需作业的次数就越多，所以浪费得也就越多。此外，涂装场地分散还影响了一些新型高利用率涂装方法的推广应用。

1.4 其他因素的影响

喷烤房内的风速对涂料的利用率有影响，涂料利用率最大时的风速范围为0.3～0.5m/s。从实测的情况看，喷烤房内风速大多在0.3m/s左右，因此，影响较小。此外，所使用的涂料种类、工件的形状和大小对涂料的利用率也有一定的影响。

2 改进措施

2.1 改进喷涂方法

改进喷涂方法，其实就是改进喷枪及其附属设施。考虑到各种喷枪利用率高低，结合工件内表面仅喷底漆，厚度大于50μm；外表面喷底漆、面漆，总厚度大于90μm的特点。为确保产品质量，经试验，采用高压辅气喷枪（混气喷枪）替代现行的空气喷枪喷底漆；静电喷枪替代现行的空气喷枪喷面漆，在其他因素相同的情况下，不但涂料的利用率可提高20%以上，提升了面漆的质量，且漆雾、粉尘和压缩空气用量明显减少，从而可达到经济效益和环境效益双丰收。此外，用高压辅气喷枪不但可提高涂料的利用率，还可提高工效。

但在操作过程中需注意以下几点：

（1）准备、结束时间相对增加，因采用高压漆桶、高压漆管输送漆液，准备、结束时间相对增加，一般在20min左右。但对于高压辅气喷枪，因其工作效率为空气喷枪1.5倍，一次喷涂时间1h以上，即喷涂12kg以上的涂料，便可节约20min左右喷漆时间；

（2）输漆管中所剩涂料的处理，每次清洗时管道中所剩的涂料（0.5kg左右）和所用稀释剂较多，应尽可能连续作业，即尽可能大批量作业时使用，减少清洗次数。在实际操作中，也可通过及时添加稀释剂，把管道中涂料喷完，稀释剂经过滤后可重复使用；

（3）静电喷枪对漆液的电阻值有一定的范围要求，且工件接地良好：漆液的电阻值主要是通过稀释剂来调整，接地是通过吊钩或专用接地线来实现，但这两者好与坏，均可从漆雾的吸附情况及时判断，因此能及时发现问题。一般20d左右需清理一次吊钩或接地线；

（4）一般溶剂型静电喷枪，大都采用外加电源的方式，所以静电喷涂存在着火灾隐患。美国GRACO（固瑞克）公司的一种新型内置式静电喷枪，无需外接电源，利用压缩空气发生静电，安全性极高。据厂家介绍，在保证工件接地良好的情况下，即使喷枪带电极针与工件短路时，因释放能量极少，仅产生电弧光而不产生电火花，不会有着火的可能性。

2.2 改进涂装工艺

为充分发挥高压辅气喷枪（混气喷枪）或静电喷枪涂料利用率高的特性，能否提高一次性喷涂作业批量，是应用成功与否的关键。而对“涂装作业点”实施相对集中，实行“喷涂作业”专业化，是提高喷涂作业批量的有效方法。

某电力机车生产公司参照欧洲电力机车配件的制造经验，将电器分公司的涂装产品———电器柜体的涂装工艺，由原“先组装、后面漆”改为“先面漆、后组装”。这样既可撤消电器分公司涂装点，使涂装作业点更趋于集中化，又提高了涂料的利用率，同时提升了产品的制造工艺和质量。

2.3 规范涂装管理

若全改用这种新型喷枪后，经估算，共需投资25万元左右。按每年消耗200万元涂料，假如以节约20%计算，一年内便可收回所有投资。然而，提高涂料的利用率，仅仅从硬件上改进喷涂方法，还远远不够。从空气喷枪到高压辅气喷枪（混气喷枪），再到静电喷枪，在硬件性能大幅提升的同时，也对软件环境———员工的素质和管理提出了相应的要求。因为越是先进的喷涂设备，对操作和维护保养规范化要求也越高，否则，再好的设备性能也难以得到充分发挥。要从根本上提高涂料的利用率，必须建立规范的管理措施，认真做好以下几个方面工作：（1）加强喷漆操作员工培训，提高其操作技能，应及时从职业学院引进涂装专业的毕业生，提高操作人员的整体素质。

通过竞聘的方式确定或指定人员负责使用高压辅气喷枪和静电喷枪；（2）实行喷涂作业专业化。为减少喷枪的数量和清洗次数，发挥新型喷枪适合大批量作业的优势，必须尽可能地对原独立喷涂作业方式进行相对集中。为此，管理方面需将喷涂工序的工时从产品的其他工序中分离、单列或组合，建立以新型喷涂法为主（占实际作业量85%以上），原空气喷枪为辅的生产作业模式。考虑生产急需，在特殊情况下，仍然允许在小范围内使用空气喷枪（应控制在15%以内）；（3）建立喷涂设备的日常维护保养负责制：因新喷枪价格相对昂贵，至少2万元以上，且操作、清洗不到位，很容易损坏，因此，要做到专人专用；（4）建立涂料消耗奖罚制度。为增强员工的节约意识，充分调动操作者的积极性，除进行必要的教育外，还应建立节约有奖的涂料消耗制度。对不同型号产品制定涂料消耗定额，对每次喷涂的工件和涂料消耗进行登记，特别是返工用漆，定期考核，同时实行限额发料。若使用的是双组分涂料，喷涂前需按比例将双组分混合，经混合后，必须在4～6h用完，否则剩余的漆液就会凝固成块，不能使用。因此要依据产品进行限额发料，称质量调配，使浪费在桶中的涂料降低到允许的范围之内。

3 结语

涂料利用率主要与所选择的喷涂方法有关，但也受到操作者的技能、节约意识、一次性喷涂作业批量和管理措施等影响，在选用高压辅气喷涂法（混气喷涂）或静电喷涂法替代现行的空气喷涂法同时，及时出台必要的管理措施，制定涂料消耗定额和涂料消耗奖罚制度等配套的管理措施，就能最大限度地提高涂料利用率。