空氣噴涂法是最簡單最基本的一種噴涂方法,也是目前廣泛使用的一種噴涂方法,其主要原理是利用壓縮空氣(氣壓在0.3～0.5MPa)流經(jīng)噴嘴時,使其周圍產(chǎn)生負(fù)壓而使漆液被吸出,因壓縮空氣的快速擴散而霧化。其噴涂利用率在所有噴涂方法中最低,一般在30%～60%范圍內(nèi),且環(huán)境污染最嚴(yán)重。使用空氣噴涂法,相當(dāng)一部分涂料是在噴涂時因霧化、飛散而浪費。這不但增加制造成本,而且還加重了噴烤房內(nèi)過濾棉的堵塞,污染了環(huán)境和設(shè)備。要提高涂料的利用率,筆者認(rèn)為必須從涂裝方法、涂裝工藝和涂裝管理入手,實行全過程控制,才能取得良好的效果。

    1影響涂料利用率的因素

    1.1噴涂方法的影響

    對空氣噴涂法,高壓無氣噴涂法,高壓輔氣噴涂法(又稱混氣噴涂法)和靜電噴涂法等噴涂方法進行對比分析,結(jié)果如表1。    

    從表1中可看出:不同的噴涂方法,因其原理不同而使涂料利用率具有明顯的差別,在其他因素相同的情況下,高壓輔氣噴涂(混氣噴槍)比空氣噴涂涂料利用率大10%～20%;靜電噴涂比空氣噴涂涂料利用率大30%～40%。

    1.2操作技能的影響

    噴漆工的操作技能影響著噴涂的全過程:在噴涂前,表現(xiàn)在操作者對涂料的調(diào)配,對PQ-2型噴槍各旋鈕調(diào)整,如漆量調(diào)控閥、空氣調(diào)控閥和扇形調(diào)控閥等;在噴涂時,表現(xiàn)在噴槍與工件的距離,運槍的速度、勻速性及前后噴幅搭接的掌握;在噴涂后,表現(xiàn)在對噴槍的及時清洗和維護保養(yǎng)。氣壓一般控制在0.5MPa左右、出漆量控制在200mL/min左右、運槍速度控制在300～450mm/s、噴幅控制在150mm左右、噴距控制在200～250mm、前后噴幅搭接1/3左右較為理想。能否掌握這些技能,將直接影響涂料的利用率和噴槍的使用壽命。

    目前許多公司噴漆工操作技能偏低,主要有2個方面原因:(1)一些公司把涂裝工藝各工序以產(chǎn)品為單位集中化,實施“一人多能”的生產(chǎn)模式,大大降低了噴涂作業(yè)專業(yè)化程度;(2)噴漆工種臟、累、有毒有害,很多人不愿意從事該工種,或從事之后卻又改做其他工種�；�于上述原因,造成噴漆工技術(shù)素質(zhì)不高,對噴涂操作技能掌握不夠,導(dǎo)致漆霧過分飛散,且經(jīng)常因漏噴、流掛、漆膜厚度過分不均而造成返工,加上操作人員節(jié)約意識淡薄,大大降低了涂料的利用率。

    1.3涂裝場地分散的影響

    某公司涂料年用量達(dá)30t以上,但由于分散在3個點涂裝作業(yè),一次性噴涂作業(yè)批量小,降低了涂料的利用率。因為每次噴涂作業(yè),損耗在輸漆管、漆桶和噴槍中的涂料是一定的。一次性作業(yè)批量越少,需作業(yè)的次數(shù)就越多,所以浪費得也就越多。此外,涂裝場地分散還影響了一些新型高利用率涂裝方法的推廣應(yīng)用。

    1.4其他因素的影響

    噴烤房內(nèi)的風(fēng)速對涂料的利用率有影響,涂料利用率最大時的風(fēng)速范圍為0.3～0.5m/s。從實測的情況看,噴烤房內(nèi)風(fēng)速大多在0.3m/s左右,因此,影響較小。此外,所使用的涂料種類、工件的形狀和大小對涂料的利用率也有一定的影響。

    2改進措施

    2.1改進噴涂方法

    改進噴涂方法,其實就是改進噴槍及其附屬設(shè)施。考慮到各種噴槍利用率高低,結(jié)合工件內(nèi)表面僅噴底漆,厚度大于50μm;外表面噴底漆、面漆,總厚度大于90μm的特點。為確保產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)試驗,采用高壓輔氣噴槍(混氣噴槍)替代現(xiàn)行的空氣噴槍噴底漆;靜電噴槍替代現(xiàn)行的空氣噴槍噴面漆,在其他因素相同的情況下,不但涂料的利用率可提高20%以上,提升了面漆的質(zhì)量,且漆霧、粉塵和壓縮空氣用量明顯減少,從而可達(dá)到經(jīng)濟效益和環(huán)境效益雙豐收。此外,用高壓輔氣噴槍不但可提高涂料的利用率,還可提高工效。但在操作過程中需注意以下幾點:(1)準(zhǔn)備、結(jié)束時間相對增加,因采用高壓漆桶、高壓漆管輸送漆液,準(zhǔn)備、結(jié)束時間相對增加,一般在20min左右。但對于高壓輔氣噴槍,因其工作效率為空氣噴槍1.5倍,一次噴涂時間1h以上,即噴涂12kg以上的涂料,便可節(jié)約20min左右噴漆時間;(2)輸漆管中所剩涂料的處理,每次清洗時管道中所剩的涂料(0.5kg左右)和所用稀釋劑較多,應(yīng)盡可能連續(xù)作業(yè),即盡可能大批量作業(yè)時使用,減少清洗次數(shù)。在實際操作中,也可通過及時添加稀釋劑,把管道中涂料噴完,稀釋劑經(jīng)過濾后可重復(fù)使用;(3)靜電噴槍對漆液的電阻值有一定的范圍要求,且工件接地良好:漆液的電阻值主要是通過稀釋劑來調(diào)整,接地是通過吊鉤或?qū)Ｓ媒拥鼐�來實現(xiàn),但這兩者好與壞,均可從漆霧的吸附情況及時判斷,因此能及時發(fā)現(xiàn)問題。一般20d左右需清理一次吊鉤或接地線;(4)一般溶劑型靜電噴槍,大都采用外加電源的方式,所以靜電噴涂存在著火災(zāi)隱患。美國GRACO(固瑞克)公司的一種新型內(nèi)置式靜電噴槍,無需外接電源,利用壓縮空氣發(fā)生靜電,安全性極高。據(jù)廠家介紹,在保證工件接地良好的情況下,即使噴槍帶電極針與工件短路時,因釋放能量極少,僅產(chǎn)生電弧光而不產(chǎn)生電火花,不會有著火的可能性。

    2.2改進涂裝工藝

    為充分發(fā)揮高壓輔氣噴槍(混氣噴槍)或靜電噴槍涂料利用率高的特性,能否提高一次性噴涂作業(yè)批量,是應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵。而對“涂裝作業(yè)點”實施相對集中,實行“噴涂作業(yè)”專業(yè)化,是提高噴涂作業(yè)批量的有效方法。

    某電力機車生產(chǎn)公司參照歐洲電力機車配件的制造經(jīng)驗,將電器分公司的涂裝產(chǎn)品———電器柜體的涂裝工藝,由原“先組裝、后面漆”改為“先面漆、后組裝”。這樣既可撤消電器分公司涂裝點,使涂裝作業(yè)點更趨于集中化,又提高了涂料的利用率,同時提升了產(chǎn)品的制造工藝和質(zhì)量。

    2.3規(guī)范涂裝管理

    若全改用這種新型噴槍后,經(jīng)估算,共需投資25萬元左右。按每年消耗200萬元涂料,假如以節(jié)約20%計算,一年內(nèi)便可收回所有投資。然而,提高涂料的利用率,僅僅從硬件上改進噴涂方法,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。從空氣噴槍到高壓輔氣噴槍(混氣噴槍),再到靜電噴槍,在硬件性能大幅提升的同時,也對軟件環(huán)境———員工的素質(zhì)和管理提出了相應(yīng)的要求。因為越是先進的噴涂設(shè)備,對操作和維護保養(yǎng)規(guī)范化要求也越高,否則,再好的設(shè)備性能也難以得到充分發(fā)揮。要從根本上提高涂料的利用率,必須建立規(guī)范的管理措施,認(rèn)真做好以下幾個方面工作:(1)加強噴漆操作員工培訓(xùn),提高其操作技能,應(yīng)及時從職業(yè)學(xué)院引進涂裝專業(yè)的畢業(yè)生,提高操作人員的整體素質(zhì)。通過競聘的方式確定或指定人員負(fù)責(zé)使用高壓輔氣噴槍和靜電噴槍;(2)實行噴涂作業(yè)專業(yè)化。為減少噴槍的數(shù)量和清洗次數(shù),發(fā)揮新型噴槍適合大批量作業(yè)的優(yōu)勢,必須盡可能地對原獨立噴涂作業(yè)方式進行相對集中。為此,管理方面需將噴涂工序的工時從產(chǎn)品的其他工序中分離、單列或組合,建立以新型噴涂法為主(占實際作業(yè)量85%以上),原空氣噴槍為輔的生產(chǎn)作業(yè)模式�？紤]生產(chǎn)急需,在特殊情況下,仍然允許在小范圍內(nèi)使用空氣噴槍(應(yīng)控制在15%以內(nèi));(3)建立噴涂設(shè)備的日常維護保養(yǎng)負(fù)責(zé)制:因新噴槍價格相對昂貴,至少2萬元以上,且操作、清洗不到位,很容易損壞,因此,要做到專人專用;(4)建立涂料消耗獎罰制度。為增強員工的節(jié)約意識,充分調(diào)動操作者的積極性,除進行必要的教育外,還應(yīng)建立節(jié)約有獎的涂料消耗制度。對不同型號產(chǎn)品制定涂料消耗定額,對每次噴涂的工件和涂料消耗進行登記,特別是返工用漆,定期考核,同時實行限額發(fā)料。若使用的是雙組分涂料,噴涂前需按比例將雙組分混合,經(jīng)混合后,必須在4～6h用完,否則剩余的漆液就會凝固成塊,不能使用。因此要依據(jù)產(chǎn)品進行限額發(fā)料,稱質(zhì)量調(diào)配,使浪費在桶中的涂料降低到允許的范圍之內(nèi)。

    3結(jié)語

    涂料利用率主要與所選擇的噴涂方法有關(guān),但也受到操作者的技能、節(jié)約意識、一次性噴涂作業(yè)批量和管理措施等影響,在選用高壓輔氣噴涂法(混氣噴涂)或靜電噴涂法替代現(xiàn)行的空氣噴涂法同時,及時出臺必要的管理措施,制定涂料消耗定額和涂料消耗獎罰制度等配套的管理措施,就能最大限度地提高涂料利用率。

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