HOWO轻卡驾驶室颗粒缺陷的原因分析和改进

徐洪鹏，崔俊路，张西强，王景帅，李喜艳，周敏堂

（重汽(济南)轻卡有限公司制造公司，山东 济南 250200）

伴随科技的进步和生活水平的提高，商用车客户在关注整车配置的同时，也对外观质量提出了越来越高的要求。作为涂膜中的小块异状物[1]，颗粒(也称“脏点”)是影响产品外观品质的最常见缺陷之一。为进一步提升HOWO(豪沃)轻卡驾驶室的外观品质，本文针对颗粒缺陷进行了较为系统的分析，并提出了相应的改进措施。

1 颗粒缺陷的现状

HOWO驾驶室底材为外购的冷轧钢板，由笔者所在公司完成冲压、焊装、涂装等工艺。根据客户对颜色的不同需求，目前已累计开发152种本体颜色。依据市场反馈情况，本体颜色又分为标配颜色(共6种)和非标配颜色(共146种)。涂料均为外购，由供方A和供方B供货。图1示出了2021年各颜色占比。

图1 HOWO轻卡驾驶室本体颜色分类及产量占比Figure 1 Classification of the paints used for HOWO light truck cab by color and their production percentages

为了简化对颗粒缺陷的分析过程，根据驾驶室颜色的属性、产量和供方的不同，选择如下3种标配颜色作为研究对象：

(1) 红色金属漆：产量最高的金属漆，由供方A供货；

(2) 金色金属漆：产量第二的金属漆，由供方B供货；

(3) 白色实色漆：产量第二的油漆，标配颜色中唯一的实色漆，由供方A供货。

根据生产经验，定义当颗粒直径φ∈[1.0, 3.0](单位：mm，后同)时为大颗粒，当φ∈(0.0, 1.0)时为小颗粒。表1是2021年第4季度抽样统计的900辆驾驶室面漆下线后各部位的颗粒分布情况。由此可得出如下结论：

表1 面漆下线后驾驶室各部位的平均颗粒数量Table 1 Average number of particles at different parts of cab after topcoat painting

(1) 驾驶室各部位单位面积的平均颗粒数量基本一致，说明颗粒数量与位置无关；

(2) 金属漆的颗粒比实色漆多，尤其是小颗粒；

(3) 不同供方的油漆品质存在差异，供方A金属漆的颗粒数量比供方B实色漆的颗粒数量多，这一差异也主要体现在小颗粒缺陷上。

2 颗粒缺陷的来源和原因分析

为确定颗粒缺陷的来源，累计提取256份颗粒样品，将样品水平切割后，通过光学显微镜观察内含物。经分析确认，颗粒源主要为色漆颗粒、打磨灰、焊渣、纤维、异色漆颗粒、余胶、气泡、阻尼垫碎屑等杂质。图2和表2示出了各种颗粒源的显微结构和占比。色漆颗粒主要产生小颗粒缺陷；其余7类颗粒源既可产生大颗粒，也会产生小颗粒缺陷。根据统计结果，为提纲挈领地解决颗粒问题，着重对前5类颗粒源(合计占比87.89%)进行分析。

图2 各类颗粒源的显微结构Figure 2 Microstructures of various particle sources

表2 各类颗粒源的数量和占比Table 2 Numbers and percentages of various particle sources

2.1 色漆颗粒

色漆颗粒来源于施工油漆本身。为了产生闪烁效果，金属漆一般会添加粒径较大的珠光粉或铝粉[2]，因此在相同条件下比其他色漆更容易形成颗粒。主要产生原因如下：

(1) 金属漆原料中的珠光粉粒径较大、添加量较高。供方A的珠光粉原料粒径D90≤45 μm、添加量为6%，而供方B的珠光粉原料粒径D90≤25 μm、添加量为4%，因此前者产生的颗粒比后者多。

(2) 油漆生产过程中研磨、分散不充分，导致油漆状态不稳、分散质聚集。

(3) 输调漆系统中滤袋孔径较大、更换频率较低，导致过滤效果不良。

(4) 静电喷涂过程中雾化效果不佳，导致漆雾聚集。

(5) 清漆层偏薄，部分极小颗粒暴露。

2.2 打磨灰

打磨灰来源于电泳底漆的打磨。主要产生原因如下：

(1) 电泳底漆缺陷较多，打磨量大，产生大量打磨灰。

(2) 打磨工位完成后，吹扫、擦净工位未达到工艺要求，内腔、夹缝中有打磨灰残留。

2.3 焊渣

焊渣来源于冲压件的焊装过程，是焊接飞溅或打磨产生的金属屑。主要产生原因如下：

(1) 焊装下线工位的质检人员未完全检出焊渣。

(2) 电泳前处理中，金属焊渣未被磁棒吸附或水洗掉。

(3) 电泳下线工位的质检人员未完全检出电泳漆膜上的焊渣缺陷。

2.4 纤维

纤维来源于各类织物。主要产生原因如下：

(1) 擦净工位使用的黏性纱布、手套等质量较差，导致纤维掉落。

(2) 车身板材搭接位置存在锐利边角，擦净过程中黏性纱布、手套被刮破，产生纤维。

(3) 生产现场人员衣物携带的纤维。

(4) 喷漆室空气过滤系统失效，导致外部环境中的纤维进入喷漆室。

2.5 异色漆颗粒

异色漆颗粒来源于现场工位器具或空气中的色漆杂质。主要产生原因如下：

(1) 工位器具(如滑撬、面罩支架、门钩等)上附着的异色漆颗粒污染面漆。

(2) 喷漆室内操作人员工作服、静电喷枪枪套上附着的异色漆颗粒污染面漆。

(3) 喷漆室内空气中悬浮的异色漆颗粒污染面漆。

3 提升措施

(1) 全面调整油漆配方。经过多次验证，在产品外观和性能保持不变的前提下，将供方A的红色金属漆中珠光粉的粒径调整到不超过25 μm，其添加量调整为4%。其余标配金属漆以此为例进行配方调整、验证和应用。

(2) 调整输调漆系统中滤袋的规格，金属漆改用120目滤袋，实色漆和清漆改用200目滤袋。

(3) 采购超声波清洗机，对静电喷枪的成型空气罩进行及时、有效的清洗，清洗频次提高到每班2次。

(4) 将清漆膜厚提高到40 μm。

(5) 在电泳接车工位增加对白皮驾驶室的人工预除油工序。

(6) 调整高温链条油型号和加油频次。经突沸试验、蒸发量试验和涂料配套试验后，选择不产生电泳漆缩孔、蒸发量小的高温链条油，加油频次降到每4个循环1次。

(7) 通过增加工艺孔、人工冲洗、倾斜驾驶室等措施来优化电泳流痕问题，减少打磨量。

(8) 排查打磨、吹扫、涂胶等工具上使用的润滑油，选择满足要求的辅料[3]。

(9) 每天清洁1次电泳烘干炉和面漆烘干炉。

(10) 在电泳线过滤系统的过滤器中搭配使用除油滤袋和普通滤袋。

(11) 改造磷化除渣系统，提高磷化渣的去除率。

(12) 在打磨工位后增加自动吹扫设备，减少驾驶室内外表面、内腔及缝隙中打磨灰的残留。

(13) 在喷涂面漆前的擦净工位增加踏台，应擦净全车(包括车顶)，且擦拭2遍。

(14) 每天清洗1次电泳线洪流水洗工位的磁棒。

(15) 严格要求操作者按作业指导书执行，加强对各工位质检员的培训，从严控制产品的品质。

(16) 优化黏性纱布品质，选用无残胶、高黏度的低纤维擦布或长涤纶纤维纱布。

(17) 在喷涂面漆前的擦净工位，操作者在擦拭时应避开车身板材搭接位置的锐利边角。

(18) 在涂装车间、喷漆室入口等位置，延长风淋强度和时间；铺设粘灰垫，并且每天更换。

(19) 进入现场的人员统一更换杜邦服、专用劳保鞋(或戴脚套)，杜邦服应每天清洗。

(20) 优化喷漆室的送风系统，彻底清理风道和水道，确保通畅。点检频次为每周1次，清理频次为每季度1次。

(21) 每天对喷漆室内的风速和风向进行首检，调整风阀开关角度，保证喷漆室内的风向为垂直向下，令空气中的漆雾快速进入水旋。

(22) 将涂装车间内送风系统过滤棉的更换频次提高到每月1次。

(23) 优化喷漆室的密封性，对建筑缝隙进行封堵，严格限制人员进出，减少空气杂质的进入。

(24) 优化涂装车间的密封性，在与焊装车间、总装车间的连廊和出入口设置风幕，减少空气杂质的进入。

(25) 积极推进驾驶室内腔自动化喷涂项目[4]，取消人工预补工位。

(26) 选取2辆报废的驾驶室作为粘灰车使用，在其表面涂满粘尘胶，每天开线前由粘灰车作为首车吸附灰尘。

(27) 定期清理工位器具(如滑撬、面罩支架、门钩等)，清洗频次提高到每月1次。

(28) 每天清洗1次静电喷枪外套。

(29) 调整静电喷涂机器人程序，在换色喷涂时延长空喷洗枪的时间。

(30) 对冲压、焊装及涂装车间所用辅料、涂料的供方进行周期性制造过程审核，确保产品满足使用要求。

4 提升效果

根据上述措施，在4个月内完成颗粒缺陷的专项提升。从图3可知，3种色漆的外观均大幅提升，单车颗粒数量大幅降低。在考虑各颜色产量的情况下，与提升前相比，驾驶室颗粒缺陷的发生频次降低了52%以上。

图3 提升前后单车平均颗粒数量Figure 3 Average particle number per vehicle before and after implementation of improved measures

除了采取上述改进措施外，在面漆下线后还要通过抛光、小修等工序减少颗粒缺陷，确保轻卡驾驶室表面没有直径在1 mm以上的颗粒。