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水性漆静电喷枪的应用问题解决

摘要:水性漆静电枪在水性漆生产线投入应用初期遇到很多常见的问题,对生产和质量的造成了一定的影响。分析了水性漆静电枪常见问题产生的原因,并介绍了使水性漆静电喷枪能快速的投入生产应用所采取的有效的解决措施。

引言

为提高涂装技术水平并适应国家环保法规要求,公司在新建设的涂装生产线采用水性漆喷涂工艺。手工静电喷枪已被广泛应用于溶剂型涂料的喷涂,其具有涂着效率高、节省涂料、装饰性好、质量稳定、节能降耗、保护环境等特点,但水性漆静电喷枪在本公司水性漆涂装生产线是首次使用,过程中出现了很多技术问题,通过团队的智慧和力量都获得了解决。

1、水性漆静电枪的工作原理

我公司生产线使用的是旭灿纳克HB3000型水性涂料空气静电喷枪,由喷枪、控制器、导线、空气管组成。溶剂型静电喷枪的带电方式是直接带电,就是涂料直接与电极接触带电。而水性涂料具有导电性,直接带电会造成整个输漆系统导电,存在安全隐患,所以水性漆静电喷枪使用了间接带电的方式,电极安装在空气帽内,通过电极-喷嘴间电晕放电。

2、水性漆静电枪使用出现的问题

1)工作电压40kV,开始喷涂后控制器频繁出现过电流报警。

2)每次喷涂40min后发现喷枪雾化孔周围出现大量结漆,并且结漆飞溅到车身表面造成质量缺陷。

3)烘烤后,车辆的门槛、边角等复杂喷涂面易产生痱子等缺陷。

4)喷枪使用1周后开始出现喷嘴溅漆的问题。

3、问题分析与解决

3.1 静电喷枪报警

原理分析:水性涂料与溶剂型涂料的特性差异决定了水性喷枪与溶剂型喷枪在带电结构上的区别,详见图1。

因水性漆静电喷枪采用的是间接带电方式——电晕带电,而电晕带电是在喷嘴处形成电界。在喷涂作业中,涂料通过电界夹带游离电子吸附到工件上,而在松开扳机时有一个电界放电过程(从喷嘴处释放到静电控制器内经过接地线传递到大地)。

问题排查:

最初参考溶剂型涂料的参数对水性漆静电喷枪控制器参数进行了调整,然而水性涂料电阻值更低,喷涂时如果仍然以溶剂型静电喷枪的控制参数来控制水性漆静电喷枪的喷涂,会产生余电消除的过程,控制器检测到溢出的电流值,就会发生短暂的电流溢出报警。

问题解决:

经过与水性漆静电喷枪供应商现场跟踪验证,调整BPS115控制器内置参数,使之更适用于水性漆静电喷枪。保留溢出电流达到临界点断电等安全检测功能,将瞬间出现溢出电流回路检测警告进行延时(2s)反馈。

效果跟踪:

调整后经过现场测评见表1,只有非常缓慢松开扳机才会出现报警现象,只要对操作工稍加培训,喷涂过程中快速松开扳机即可消除报警。

表1 现场测评

项目

快速松开板机

缓慢松开板机

OCL灯

闪烁1次断电

灯亮断电

蜂鸣器

不蜂鸣

蜂鸣

电流值

/μA

0

80

3.2 枪嘴结漆

原因分析:水性漆静电喷枪使用过程中会在空气帽周围产生电场,涂料雾化后会吸附在空气帽上,工作电压越大,电场越强,吸附的涂料就越多。因此,喷嘴结漆是不可避免的。

问题解决:

1)调整静电喷枪的工作电压。在保证质量和节拍的情况下将原来的工作电压从40kV调整到35kV。

2)每把静电枪增加一套备用空气帽。经过跟踪寻找规律,每30min更换一个干净的备用空气帽,枪嘴结漆导致漆渣飞溅到车身的问题得到根本解决。

3.3 复杂型面色漆起泡问题

原因分析:由于静电喷涂的环抱效应(见图2),复杂型面(如边角等)吸附的涂料增加,经过闪干烘炉时,涂料里的水分挥发不够,经过面漆烘炉时,色漆内剩余的水分向外挥发形成起泡。

问题解决:经过现场分析与操作调整验证,利用静电枪环抱效应,对于重叠喷涂的部位进行操作优化,在保证色漆膜厚达到要求的同时,减少重叠面的喷涂量,操作优化如图3所示。

3.4 枪嘴溅漆问题

原因分析:经现场分析导致枪嘴溅漆的原因为涂料阀座所用材料耐热性不够。涂料阀座与枪针密封处所采用的材料为常温耐腐蚀材质,遇到加热后的溶剂冲洗容易变软而膨胀。冲洗结束后由于枪针回顶的力量使已经膨胀变形的涂料阀座冷却后无法恢复到原始尺寸,如图4所示。

经过多次反复冲洗,涂料阀座所产生的形变无法被枪针行程所弥补时就会出现间隙,导致溅漆的发生。

问题解决:

1)定期对喷枪涂料阀座进行检查,并根据具体情况微调枪针长度(128.0~128.5mm)每次调整范围0.1~0.2mm。

2)适当降低清洗溶剂温度,将清洗溶剂温度从原来的60℃降至50℃,在冲洗时减少形变量,从而延长涂料阀座的使用寿命。

4、经验分享

4.1 枪针长度调整方式

涂料阀座及枪针配合尺寸调整方式如图5所示。

将枪针拆卸出来,调节上图中的螺栓,并根据涂料阀座内径的变化来调整枪针的长度使枪针与涂料阀座密封。经过调整消除了溅漆的问题,涂料阀座的寿命也延长了60~90天。

4.2 静电枪参数设定

供应商提供的数据都是其他生产厂家所使用的数据,由于各汽车厂生产的车型、线速、涂料等不一样,不能完全参照使用。要快速掌握和投入静电喷枪使用还是要循序渐进,先以原使用的空气喷枪参数作为参考,因为操作工熟悉这样的喷涂方法,在原基础上,根据员工掌握情况进行逐步调整,一个月就能保证在节拍内完成操作并达到质量标准,同时开始产生效益,节约涂料用量和压缩空气用量。

我公司生产线喷涂参数调整见表2。

表2 生产线喷涂参数调整

参数

原数据

第一周

第二周

第三周

第四周

吐出量

/(mL·

min-1)

350

300

280

250

220

喷幅

/mm

300

280

250

200

200

电压

/kV

40

20

25

35

35

空气

压力

/mPa

0.50

0.45

0.40

0.35

0.35

5、结语

水性漆静电喷枪的快速投入使用,要立足于现场,根据现场实际情况进行不断调整。为了减少质量波动并使喷枪快速达到预定效果,需要以操作工习惯的控制参数为基础,据此循序渐进,逐步调整来实现静电喷枪控制参数的调节,这样能让操作工更快地掌握静电喷枪的使用。

此外,水性漆静电喷枪是精密的设备,后期的维护和保养是必不可少的,涂料阀座和喷嘴是涂料经过的主要通道,水性涂料的黏度较高,因此这两处是需要重点保养的,建议每周清洗一次。

水性漆静电喷枪的使用减少了涂料用量,提高了涂膜质量,是汽车水性漆涂装发展的必然趋势。

关键词:水性漆静电喷枪;水性漆;应用

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