关键词 : 涂料利用率  喷涂方法  涂装工艺  影响  改进措施

    0 　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 .5 MPa) 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 , 结果如表 1 。

表 1  喷涂方法特性对比

　从表 1 中可看出 : 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 200 mL /min 左右、运枪速度控制在 300 ～ 450 mm / s 、喷幅控制在 150 mm 左右、喷距控制在 200 ～ 250 mm 、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 30 t 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 . 5 m / s 。从实测的情况看 , 喷烤房内风速大多在 0 . 3 m / 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 50 μ m; 外表面喷底漆、面漆 , 总厚度大于 90 μ m 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 20 min 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 1 h 以上 , 即喷涂 12kg 以上的涂料 , 便可节约 20 min 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 . 5 kg 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 20 d 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 ～ 6 h 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。