氮氣噴涂技術(shù)在汽車涂裝上的應(yīng)用探索

摘 要：近年來，隨著汽車涂裝技術(shù)的快速發(fā)展，氮氣噴涂技術(shù)受到廣泛的應(yīng)用，科學(xué)采用氮氣噴涂技術(shù)，能改善涂裝質(zhì)量，降低資源損耗，提升工作水平，具有重要意義?；诖?，本文分析氮氣噴涂技術(shù)在汽車涂裝上的應(yīng)用價值，提出應(yīng)用措施，強調(diào)涂裝操作前的設(shè)備安裝調(diào)試處理，做好預(yù)處理工作、底漆噴漆工作與中漆噴漆工作等，完善噴涂工作的技術(shù)模式，提升生產(chǎn)操作的水平，為改善工作質(zhì)量提供助力。

關(guān)鍵詞：氮氣噴涂 汽車涂裝 應(yīng)用措施

隨著汽車制造業(yè)的不斷發(fā)展，涂裝工藝作為汽車生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，對涂層的均勻性、附著力和耐久性提出越來越高的要求。傳統(tǒng)的壓縮空氣噴涂技術(shù)由于涂料過噴、液滴反彈等問題，導(dǎo)致涂料利用率低、涂層質(zhì)量不穩(wěn)定。而氮氣噴涂技術(shù)的出現(xiàn)，為解決問題提供新的途徑，因此在汽車涂裝的過程中，需重點采用氮氣噴涂技術(shù)，完善相關(guān)的技術(shù)模式，提升技術(shù)應(yīng)用水平，達到預(yù)期的目的。

1 氮氣噴涂技術(shù)在汽車涂裝上的應(yīng)用原理與價值

1.1 應(yīng)用原理

氮氣噴涂技術(shù)是利用高純度氮氣作為涂料載體進行噴涂作業(yè)的新型噴涂技術(shù)，基本原理是利用氮氣生成裝置將壓縮空氣轉(zhuǎn)化為純度在95%以上的氮氣，經(jīng)過加熱后用于噴涂，噴涂過程中氮氣作為涂料載體，將涂料虹吸至噴槍口，進行霧化后噴射到被涂工件表面。氮氣噴涂技術(shù)的關(guān)鍵在于氮氣的制備和噴涂設(shè)備的安裝調(diào)試，氮氣制備流程主要是壓縮空氣過濾、氮氣生成、加熱等步驟，壓縮空氣經(jīng)過過濾器進行凈化處理，去除其中的顆粒、油污和水汽等雜質(zhì)，經(jīng)過氮氣生成裝置，利用氣體選擇性滲透原理，將壓縮空氣中的氧氣、水蒸氣等滲透速率高的氣體分子排出，而氮氣則在管中富集并從另一端輸出，將分離出的高純度氮氣加熱到一定溫度，保證噴涂過程中涂料溫度的恒定。氮氣噴涂設(shè)備主要由氮氣生成裝置、噴涂槍、加熱系統(tǒng)等組成，設(shè)備安裝調(diào)試過程中需要保證氮氣生成裝置的穩(wěn)定性、噴涂槍的霧化效果與涂料利用率，加熱系統(tǒng)的設(shè)置也需要根據(jù)涂料的施工溫度進行調(diào)整，保證涂料的最佳施工狀態(tài)。

1.2 應(yīng)用價值

氮氣噴涂技術(shù)在汽車涂裝中具有顯著的應(yīng)用價值，主要因為氮氣噴涂技術(shù)是使用高純度氮氣作為涂料載體，有效避免空氣中的氧氣、水分和雜質(zhì)對涂層的影響，提高涂層的附著力和耐腐蝕性，減少涂層中的顆粒和縮孔等缺陷，提高涂層的整體質(zhì)量。且氮氣噴涂過程中不產(chǎn)生有害氣體和廢棄物，對環(huán)境友好，由于氮氣噴涂技術(shù)可提高涂料利用率，減少涂料過噴和反彈現(xiàn)象，因此可降低VOC的排放，符合綠色制造的要求。同時氮氣噴涂技術(shù)具有較快的噴涂速度、較高的噴涂效率，可提高生產(chǎn)效率，氮氣噴涂技術(shù)可應(yīng)用于手動或自動噴槍、溶劑型涂料或水性涂料，具有廣泛的適用性。

2 氮氣噴涂技術(shù)在汽車涂裝上的應(yīng)用措施

2.1 設(shè)備的安裝調(diào)試

氮氣噴涂技術(shù)作為先進的涂裝工藝，以高效、環(huán)保、節(jié)能的特點，在汽車涂裝領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為保證氮氣噴涂技術(shù)在汽車涂裝中的順利實施，需要重視設(shè)備的安裝調(diào)試工作，具體的措施如下。

2.1.1 氮氣生成裝置的安裝

氮氣生成裝置是氮氣噴涂技術(shù)的核心設(shè)備，安裝質(zhì)量直接關(guān)系氮氣的純度和噴涂效果，因此需要重視氮氣生成裝置的安裝，安裝前需觀察場地是否合適，保證四周有良好的通風(fēng)，房頂設(shè)置柵欄或通氣窗保證空氣的流通，安裝位置應(yīng)符合接管、接線方便的要求，便于后期的維護檢修，場地應(yīng)清潔、干燥，預(yù)留充足空間，避免風(fēng)雨侵襲，環(huán)境溫度控制在10-35℃之間。安裝過程中結(jié)合設(shè)備說明書，確定氮氣生成裝置的安裝位置和基礎(chǔ)施工要求，鋪設(shè)地腳螺栓，調(diào)整設(shè)備水平度，使設(shè)備平穩(wěn)放置，連接設(shè)備與基礎(chǔ)之間的地腳螺栓，擰緊螺母。同時按照電氣接線圖連接設(shè)備電源、控制線等，保證接線正確、牢固，安裝壓縮空氣進口管路、出口管路和排污管路，確保管道連接嚴密，無泄漏，電氣控制柜的總進線及與儲氣罐電接點壓力表的連接需按圖紙要求執(zhí)行，線纜布設(shè)整齊、合理。

2.1.2 噴涂槍的安裝與調(diào)試

噴涂槍是氮氣噴涂技術(shù)的關(guān)鍵部件，安裝與調(diào)試直接影響噴涂效果和涂層質(zhì)量，因此使用噴涂槍之前，需準備涂料，檢查噴涂槍是否干凈，預(yù)防堵塞噴嘴，熟悉噴涂槍的結(jié)構(gòu)和性能，掌握操作方法，將噴涂槍的噴嘴插入涂料容器，確保噴嘴完全浸入涂料中，擰緊噴涂槍上的蓋子，使其密封，由于噴涂槍通常需要一定的氣壓才能正常工作，因此需旋轉(zhuǎn)氣壓調(diào)節(jié)螺母，調(diào)整氣壓至適宜范圍，最佳工作壓力為3-6公斤/平方厘米之間，同時結(jié)合噴涂需求選擇噴嘴，較大的噴嘴可獲得較厚的涂層，較小的噴嘴可獲得較薄的涂層，此情況下需旋轉(zhuǎn)噴嘴調(diào)節(jié)螺母，調(diào)整噴嘴大小。開始噴涂之前需進行試噴，檢查噴涂槍的工作是否正常，噴涂效果是否滿意，一旦噴涂效果不理想，應(yīng)調(diào)整氣壓和噴嘴大小，直至達到最佳效果，保證噴涂槍工作正常后開始進行噴涂作業(yè)，保持噴涂槍與被涂工件表面之間的距離適中，獲得均勻的涂層。

2.1.3 加熱系統(tǒng)的設(shè)置

加熱系統(tǒng)是氮氣噴涂技術(shù)中的重要組成部分，加熱氮氣可提高濕漆膜溫度，降低涂料施工黏度，提高涂裝效率和質(zhì)量，因此需科學(xué)進行加熱系統(tǒng)的設(shè)置，采用有機熱載體加熱系統(tǒng)，利用低壓高溫的液態(tài)熱媒介質(zhì)，便于溫度精確調(diào)控，傳熱效果均勻，熱效率高，同時結(jié)合涂裝需求選擇電加熱、蒸汽加熱等加熱設(shè)備，按照設(shè)備說明書確定加熱系統(tǒng)的安裝位置布局，安裝加熱設(shè)備、管道、閥門等附件，設(shè)置溫度控制系統(tǒng)，保證加熱溫度穩(wěn)定、可控。另外，在加熱系統(tǒng)中設(shè)置溫度傳感器和溫度顯示器，實時監(jiān)測加熱溫度，按照涂裝工藝要求，調(diào)整加熱溫度，使?jié)衿崮囟冗m宜。

2.2 汽車涂裝的氮氣噴涂技術(shù)流程

2.2.1 預(yù)處理

預(yù)處理是汽車涂裝流程中的基礎(chǔ)工作，對后續(xù)涂裝質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，且預(yù)處理的主要目的是清除工件表面的油污、銹蝕和舊漆層，提高工件表面的清潔度和粗糙度，增強涂層與基材的結(jié)合力。因此需要重視汽車涂裝中氮氣噴涂技術(shù)應(yīng)用前的預(yù)處理，采用化學(xué)或電化學(xué)方法，將工件表面的油脂、污垢等雜質(zhì)去除干凈，脫脂過程中嚴格控制脫脂液的濃度、溫度和脫脂時間，提升脫脂效果，脫脂后采用清水將工件沖洗干凈，避免脫脂液殘留對后續(xù)工序造成不良影響，對于工件表面的銹蝕，使用噴砂、酸洗等方法進行清除，噴砂處理能徹底去除工件表面的銹蝕和舊漆層，增加工件表面的粗糙度，有利于涂層與基材的結(jié)合，且酸洗處理需嚴格控制酸液的濃度、溫度和酸洗時間，避免過度腐蝕工件基材。同時磷化處理是在工件表面形成一層致密的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，提高工件表面的抗腐蝕性和涂層與基材的結(jié)合力，因此需重視磷化處理過程中，嚴格控制磷化液的成分、濃度、溫度和磷化時間，磷化后使用清水將工件沖洗干凈，避免磷化液殘留，對磷化膜進行檢查，保證其均勻、致密、無缺陷，預(yù)處理完成后需將工件進行干燥處理，去除工件表面的水分，干燥溫度和時間需根據(jù)工件材質(zhì)、預(yù)處理工藝進行合理設(shè)定，避免過度干燥導(dǎo)致工件變形或開裂[1]。

2.2.2 底漆噴涂

底漆噴涂是汽車涂裝流程中的關(guān)鍵工作，對涂層的附著力、耐腐蝕性有著重要影響，由于氮氣噴涂技術(shù)因其高效、均勻的噴涂效果，因此在底漆噴涂中得到廣泛應(yīng)用。實際操作期間需按照工件材質(zhì)、涂裝要求選擇底漆涂料，涂料須具備良好的附著性、耐腐蝕性、耐候性和施工性能，結(jié)合涂料說明書的要求，噴涂前需對噴涂槍進行清洗調(diào)試，使噴涂效果均勻、穩(wěn)定，檢查氮氣供應(yīng)系統(tǒng)是否正常，保證噴涂過程中氮氣的穩(wěn)定供應(yīng)，將工件放置在噴涂架上，調(diào)整噴涂距離角度，促使噴涂效果均勻。另外，采用氮氣噴涂技術(shù)進行底漆噴涂，噴涂過程中需控制噴涂速度、噴槍移動速度和涂層厚度，使涂層均勻、無漏噴、無流掛等缺陷，噴涂完成后對涂層進行檢查，一旦有缺陷需立即修補[2]。

2.2.3 中涂和面漆噴涂

中涂和面漆噴涂是汽車涂裝流程中的核心部分，對涂層的外觀效果、性能有著決定性影響，而氮氣噴涂技術(shù)因其高效、均勻的噴涂效果，在中涂和面漆噴涂中得到廣泛應(yīng)用。因此需要重視中涂和面漆噴涂中氮氣噴涂技術(shù)的應(yīng)用，例如：中涂的主要作用是填補工件表面的微小缺陷，提高面漆的附著力和豐滿度，中涂涂料須具備良好的填充性、附著性和施工性能，采用氮氣噴涂技術(shù)進行中涂噴涂，需控制噴涂速度、噴槍移動速度和涂層厚度，保證涂層均勻、無漏噴、無流掛等缺陷，面漆是汽車涂裝中的最后一層涂料，對涂層的外觀效果和性能有著決定性影響，面漆涂料須具備良好的光澤度、色彩鮮艷度、耐候性和耐腐蝕性，噴涂面漆前應(yīng)對中涂層進行打磨和修整，表面平整、光滑，采用氮氣噴涂技術(shù)進行面漆噴涂，嚴格控制噴涂速度、噴槍移動速度、涂層厚度，使涂層均勻、光澤度一致、無漏噴、無流掛等缺陷[3]。

2.2.4 烘干和固化

烘干和固化是汽車涂裝流程中的重要工作，直接影響涂層的性能、外觀效果，因此在氮氣噴涂烘干與固化的操作中，需完善工作體系，例如：烘干是將噴涂完成的工件放置在烘干室內(nèi)，加熱使涂層中的溶劑揮發(fā)、樹脂固化，提高涂層的性能和外觀效果，烘干溫度和時間需根據(jù)涂料種類、涂層厚度和工件材質(zhì)進行合理設(shè)定，烘干過程中應(yīng)嚴格控制烘干室內(nèi)的溫度和濕度，避免溫度過高或過低導(dǎo)致涂層性能下降或外觀效果不良；固化是涂層在烘干后進一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定、致密的涂層結(jié)構(gòu)的過程，固化過程中應(yīng)保持烘干室內(nèi)的溫度和濕度穩(wěn)定，避免涂層受到外界環(huán)境的影響而導(dǎo)致性能下降，固化完成后需對涂層進行檢查，確保涂層無裂紋、無氣泡、無剝落等缺陷，檢查涂層的光澤度、硬度、附著力等性能指標是否滿足要求[4]。

2.2.5 質(zhì)量檢測和修補

質(zhì)量檢測和修補是汽車涂裝流程中的最后工作，影響涂裝質(zhì)量，因此在氮氣噴涂技術(shù)應(yīng)用過程中，也需要重視后期的質(zhì)量檢測與修補工作，其中質(zhì)量檢測主要是對涂層的外觀質(zhì)量、性能質(zhì)量和安全質(zhì)量進行檢查，外觀質(zhì)量檢查應(yīng)分析涂層的平整度、光澤度、顏色均勻性等，性能質(zhì)量檢查則檢測涂層的硬度、附著力、耐腐蝕性、耐候性等，安全質(zhì)量檢查需檢測涂層中是否含有有害物質(zhì)或超標物質(zhì)，實際操作過程中需采用光澤度計、硬度計、附著力測試儀等，提升檢測結(jié)果的準確性。對于質(zhì)量檢測中發(fā)現(xiàn)的問題或缺陷需立即修補，修補工作主要是對涂層進行打磨、修整和重新噴涂等操作，修補過程中嚴格控制打磨力度和修整范圍，避免對周圍涂層造成不良影響，采用與原涂層相同的涂料和噴涂工藝進行重新噴涂，保證修補后的涂層與周圍涂層一致[5]。

3 案例分析

一汽解放駕駛室涂裝線中，主要進行J6與相關(guān)駕駛室的生產(chǎn)，傳統(tǒng)涂裝工藝采用的是3C2B溶劑型工藝，為改善駕駛室漆面的質(zhì)量，提升噴涂工作效率，減少涂料的損耗問題，2018年開始應(yīng)用氮氣技術(shù)，在免漆線罩光噴涂手工噴涂工位上安裝，設(shè)備的型號是NITRO master，體積較小，移動的便利性較高。同時在一汽解放采用氮氣噴涂設(shè)備的過程中，對其進行了改良，采用三通閥部件，保留原本的壓縮空氣進氣管、出口接頭部分，連接氮氣噴涂設(shè)備的進氣管，配置恒溫、氮氣純度較高的出口接頭，使得工位操作期間能對壓縮空氣、氮氣噴涂的模式進行切換處理，預(yù)防氮氣噴涂設(shè)備出現(xiàn)故障問題影響正常工作。且在實際工作中，利用設(shè)備調(diào)試的方式控制氮氣壓力與溫度，按照生產(chǎn)需求嚴格控制各類參數(shù)，提升設(shè)備的應(yīng)用效果。

氮氣噴涂設(shè)備安裝調(diào)試后，一汽解放車間進行氮氣噴涂后的跟蹤分析，研究漆面橘皮、涂料節(jié)約情況等，判斷設(shè)備應(yīng)用的漆面質(zhì)量是否符合要求。在統(tǒng)計分析過程中可發(fā)現(xiàn)，氮氣噴涂設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量較高，漆面橘皮度優(yōu)于空氣噴涂技術(shù)，漆面橘皮值降低3%-5%，視覺效果較為良好。且同樣的噴涂環(huán)境中進行小批量的實驗分析，對比研究壓縮空氣與氮氣噴涂期間的涂料消耗狀況，如表1所示，氮氣噴涂技術(shù)的應(yīng)用，能明顯降低涂料的消耗量，滿足節(jié)約環(huán)保的要求。

4 結(jié)語

綜上所述，氮氣噴涂技術(shù)在汽車涂裝中的應(yīng)用，具有顯著的應(yīng)用價值、廣闊的發(fā)展前景，科學(xué)采用氮氣噴涂技術(shù)，可提高涂層質(zhì)量、降低VOC排放、提高生產(chǎn)效率，節(jié)約涂料成本、降低能耗與環(huán)保壓力，隨著汽車制造業(yè)的不斷發(fā)展和環(huán)保要求的日益提高，氮氣噴涂技術(shù)將在汽車涂裝領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用推廣，因此在汽車涂裝工作中需要重視氮氣噴涂技術(shù)的運用，完善相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用體系，科學(xué)合理開展氮氣噴涂前的準備工作，完善技術(shù)流程，提升整體的工作水平，達到預(yù)期的目的。

參考文獻：

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