HOWO輕卡駕駛室顆粒缺陷的原因分析和改進(jìn)

徐洪鵬，崔俊路，張西強(qiáng)，王景帥，李喜艷，周敏堂

（重汽(濟(jì)南)輕卡有限公司制造公司，山東 濟(jì)南 250200）

伴隨科技的進(jìn)步和生活水平的提高，商用車客戶在關(guān)注整車配置的同時(shí)，也對(duì)外觀質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。作為涂膜中的小塊異狀物[1]，顆粒(也稱“臟點(diǎn)”)是影響產(chǎn)品外觀品質(zhì)的最常見缺陷之一。為進(jìn)一步提升HOWO(豪沃)輕卡駕駛室的外觀品質(zhì)，本文針對(duì)顆粒缺陷進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1 顆粒缺陷的現(xiàn)狀

HOWO駕駛室底材為外購(gòu)的冷軋鋼板，由筆者所在公司完成沖壓、焊裝、涂裝等工藝。根據(jù)客戶對(duì)顏色的不同需求，目前已累計(jì)開發(fā)152種本體顏色。依據(jù)市場(chǎng)反饋情況，本體顏色又分為標(biāo)配顏色(共6種)和非標(biāo)配顏色(共146種)。涂料均為外購(gòu)，由供方A和供方B供貨。圖1示出了2021年各顏色占比。

圖1 HOWO輕卡駕駛室本體顏色分類及產(chǎn)量占比Figure 1 Classification of the paints used for HOWO light truck cab by color and their production percentages

為了簡(jiǎn)化對(duì)顆粒缺陷的分析過(guò)程，根據(jù)駕駛室顏色的屬性、產(chǎn)量和供方的不同，選擇如下3種標(biāo)配顏色作為研究對(duì)象：

(1) 紅色金屬漆：產(chǎn)量最高的金屬漆，由供方A供貨；

(2) 金色金屬漆：產(chǎn)量第二的金屬漆，由供方B供貨；

(3) 白色實(shí)色漆：產(chǎn)量第二的油漆，標(biāo)配顏色中唯一的實(shí)色漆，由供方A供貨。

根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，定義當(dāng)顆粒直徑φ∈[1.0, 3.0](單位：mm，后同)時(shí)為大顆粒，當(dāng)φ∈(0.0, 1.0)時(shí)為小顆粒。表1是2021年第4季度抽樣統(tǒng)計(jì)的900輛駕駛室面漆下線后各部位的顆粒分布情況。由此可得出如下結(jié)論：

表1 面漆下線后駕駛室各部位的平均顆粒數(shù)量Table 1 Average number of particles at different parts of cab after topcoat painting

(1) 駕駛室各部位單位面積的平均顆粒數(shù)量基本一致，說(shuō)明顆粒數(shù)量與位置無(wú)關(guān)；

(2) 金屬漆的顆粒比實(shí)色漆多，尤其是小顆粒；

(3) 不同供方的油漆品質(zhì)存在差異，供方A金屬漆的顆粒數(shù)量比供方B實(shí)色漆的顆粒數(shù)量多，這一差異也主要體現(xiàn)在小顆粒缺陷上。

2 顆粒缺陷的來(lái)源和原因分析

為確定顆粒缺陷的來(lái)源，累計(jì)提取256份顆粒樣品，將樣品水平切割后，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察內(nèi)含物。經(jīng)分析確認(rèn)，顆粒源主要為色漆顆粒、打磨灰、焊渣、纖維、異色漆顆粒、余膠、氣泡、阻尼墊碎屑等雜質(zhì)。圖2和表2示出了各種顆粒源的顯微結(jié)構(gòu)和占比。色漆顆粒主要產(chǎn)生小顆粒缺陷；其余7類顆粒源既可產(chǎn)生大顆粒，也會(huì)產(chǎn)生小顆粒缺陷。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，為提綱挈領(lǐng)地解決顆粒問題，著重對(duì)前5類顆粒源(合計(jì)占比87.89%)進(jìn)行分析。

圖2 各類顆粒源的顯微結(jié)構(gòu)Figure 2 Microstructures of various particle sources

表2 各類顆粒源的數(shù)量和占比Table 2 Numbers and percentages of various particle sources

2.1 色漆顆粒

色漆顆粒來(lái)源于施工油漆本身。為了產(chǎn)生閃爍效果，金屬漆一般會(huì)添加粒徑較大的珠光粉或鋁粉[2]，因此在相同條件下比其他色漆更容易形成顆粒。主要產(chǎn)生原因如下：

(1) 金屬漆原料中的珠光粉粒徑較大、添加量較高。供方A的珠光粉原料粒徑D90≤45 μm、添加量為6%，而供方B的珠光粉原料粒徑D90≤25 μm、添加量為4%，因此前者產(chǎn)生的顆粒比后者多。

(2) 油漆生產(chǎn)過(guò)程中研磨、分散不充分，導(dǎo)致油漆狀態(tài)不穩(wěn)、分散質(zhì)聚集。

(3) 輸調(diào)漆系統(tǒng)中濾袋孔徑較大、更換頻率較低，導(dǎo)致過(guò)濾效果不良。

(4) 靜電噴涂過(guò)程中霧化效果不佳，導(dǎo)致漆霧聚集。

(5) 清漆層偏薄，部分極小顆粒暴露。

2.2 打磨灰

打磨灰來(lái)源于電泳底漆的打磨。主要產(chǎn)生原因如下：

(1) 電泳底漆缺陷較多，打磨量大，產(chǎn)生大量打磨灰。

(2) 打磨工位完成后，吹掃、擦凈工位未達(dá)到工藝要求，內(nèi)腔、夾縫中有打磨灰殘留。

2.3 焊渣

焊渣來(lái)源于沖壓件的焊裝過(guò)程，是焊接飛濺或打磨產(chǎn)生的金屬屑。主要產(chǎn)生原因如下：

(1) 焊裝下線工位的質(zhì)檢人員未完全檢出焊渣。

(2) 電泳前處理中，金屬焊渣未被磁棒吸附或水洗掉。

(3) 電泳下線工位的質(zhì)檢人員未完全檢出電泳漆膜上的焊渣缺陷。

2.4 纖維

纖維來(lái)源于各類織物。主要產(chǎn)生原因如下：

(1) 擦凈工位使用的黏性紗布、手套等質(zhì)量較差，導(dǎo)致纖維掉落。

(2) 車身板材搭接位置存在銳利邊角，擦凈過(guò)程中黏性紗布、手套被刮破，產(chǎn)生纖維。

(3) 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員衣物攜帶的纖維。

(4) 噴漆室空氣過(guò)濾系統(tǒng)失效，導(dǎo)致外部環(huán)境中的纖維進(jìn)入噴漆室。

2.5 異色漆顆粒

異色漆顆粒來(lái)源于現(xiàn)場(chǎng)工位器具或空氣中的色漆雜質(zhì)。主要產(chǎn)生原因如下：

(1) 工位器具(如滑撬、面罩支架、門鉤等)上附著的異色漆顆粒污染面漆。

(2) 噴漆室內(nèi)操作人員工作服、靜電噴槍槍套上附著的異色漆顆粒污染面漆。

(3) 噴漆室內(nèi)空氣中懸浮的異色漆顆粒污染面漆。

3 提升措施

(1) 全面調(diào)整油漆配方。經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證，在產(chǎn)品外觀和性能保持不變的前提下，將供方A的紅色金屬漆中珠光粉的粒徑調(diào)整到不超過(guò)25 μm，其添加量調(diào)整為4%。其余標(biāo)配金屬漆以此為例進(jìn)行配方調(diào)整、驗(yàn)證和應(yīng)用。

(2) 調(diào)整輸調(diào)漆系統(tǒng)中濾袋的規(guī)格，金屬漆改用120目濾袋，實(shí)色漆和清漆改用200目濾袋。

(3) 采購(gòu)超聲波清洗機(jī)，對(duì)靜電噴槍的成型空氣罩進(jìn)行及時(shí)、有效的清洗，清洗頻次提高到每班2次。

(4) 將清漆膜厚提高到40 μm。

(5) 在電泳接車工位增加對(duì)白皮駕駛室的人工預(yù)除油工序。

(6) 調(diào)整高溫鏈條油型號(hào)和加油頻次。經(jīng)突沸試驗(yàn)、蒸發(fā)量試驗(yàn)和涂料配套試驗(yàn)后，選擇不產(chǎn)生電泳漆縮孔、蒸發(fā)量小的高溫鏈條油，加油頻次降到每4個(gè)循環(huán)1次。

(7) 通過(guò)增加工藝孔、人工沖洗、傾斜駕駛室等措施來(lái)優(yōu)化電泳流痕問題，減少打磨量。

(8) 排查打磨、吹掃、涂膠等工具上使用的潤(rùn)滑油，選擇滿足要求的輔料[3]。

(9) 每天清潔1次電泳烘干爐和面漆烘干爐。

(10) 在電泳線過(guò)濾系統(tǒng)的過(guò)濾器中搭配使用除油濾袋和普通濾袋。

(11) 改造磷化除渣系統(tǒng)，提高磷化渣的去除率。

(12) 在打磨工位后增加自動(dòng)吹掃設(shè)備，減少駕駛室內(nèi)外表面、內(nèi)腔及縫隙中打磨灰的殘留。

(13) 在噴涂面漆前的擦凈工位增加踏臺(tái)，應(yīng)擦凈全車(包括車頂)，且擦拭2遍。

(14) 每天清洗1次電泳線洪流水洗工位的磁棒。

(15) 嚴(yán)格要求操作者按作業(yè)指導(dǎo)書執(zhí)行，加強(qiáng)對(duì)各工位質(zhì)檢員的培訓(xùn)，從嚴(yán)控制產(chǎn)品的品質(zhì)。

(16) 優(yōu)化黏性紗布品質(zhì)，選用無(wú)殘膠、高黏度的低纖維擦布或長(zhǎng)滌綸纖維紗布。

(17) 在噴涂面漆前的擦凈工位，操作者在擦拭時(shí)應(yīng)避開車身板材搭接位置的銳利邊角。

(18) 在涂裝車間、噴漆室入口等位置，延長(zhǎng)風(fēng)淋強(qiáng)度和時(shí)間；鋪設(shè)粘灰墊，并且每天更換。

(19) 進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的人員統(tǒng)一更換杜邦服、專用勞保鞋(或戴腳套)，杜邦服應(yīng)每天清洗。

(20) 優(yōu)化噴漆室的送風(fēng)系統(tǒng)，徹底清理風(fēng)道和水道，確保通暢。點(diǎn)檢頻次為每周1次，清理頻次為每季度1次。

(21) 每天對(duì)噴漆室內(nèi)的風(fēng)速和風(fēng)向進(jìn)行首檢，調(diào)整風(fēng)閥開關(guān)角度，保證噴漆室內(nèi)的風(fēng)向?yàn)榇怪毕蛳?，令空氣中的漆霧快速進(jìn)入水旋。

(22) 將涂裝車間內(nèi)送風(fēng)系統(tǒng)過(guò)濾棉的更換頻次提高到每月1次。

(23) 優(yōu)化噴漆室的密封性，對(duì)建筑縫隙進(jìn)行封堵，嚴(yán)格限制人員進(jìn)出，減少空氣雜質(zhì)的進(jìn)入。

(24) 優(yōu)化涂裝車間的密封性，在與焊裝車間、總裝車間的連廊和出入口設(shè)置風(fēng)幕，減少空氣雜質(zhì)的進(jìn)入。

(25) 積極推進(jìn)駕駛室內(nèi)腔自動(dòng)化噴涂項(xiàng)目[4]，取消人工預(yù)補(bǔ)工位。

(26) 選取2輛報(bào)廢的駕駛室作為粘灰車使用，在其表面涂滿粘塵膠，每天開線前由粘灰車作為首車吸附灰塵。

(27) 定期清理工位器具(如滑撬、面罩支架、門鉤等)，清洗頻次提高到每月1次。

(28) 每天清洗1次靜電噴槍外套。

(29) 調(diào)整靜電噴涂機(jī)器人程序，在換色噴涂時(shí)延長(zhǎng)空噴洗槍的時(shí)間。

(30) 對(duì)沖壓、焊裝及涂裝車間所用輔料、涂料的供方進(jìn)行周期性制造過(guò)程審核，確保產(chǎn)品滿足使用要求。

4 提升效果

根據(jù)上述措施，在4個(gè)月內(nèi)完成顆粒缺陷的專項(xiàng)提升。從圖3可知，3種色漆的外觀均大幅提升，單車顆粒數(shù)量大幅降低。在考慮各顏色產(chǎn)量的情況下，與提升前相比，駕駛室顆粒缺陷的發(fā)生頻次降低了52%以上。

圖3 提升前后單車平均顆粒數(shù)量Figure 3 Average particle number per vehicle before and after implementation of improved measures

除了采取上述改進(jìn)措施外，在面漆下線后還要通過(guò)拋光、小修等工序減少顆粒缺陷，確保輕卡駕駛室表面沒有直徑在1 mm以上的顆粒。