探析飞机整机喷漆的工艺及风险控制

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年第4月第11期   作者: 孙小荣
[导读] 目前飞机的整机喷漆大多为人工操作,涂敷效果受施工环境、喷
      孙小荣
      中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西西安  710089
      摘要:目前飞机的整机喷漆大多为人工操作,涂敷效果受施工环境、喷涂姿态、喷枪雾化效果和人员操作技能等方面影响。本文从整机喷漆的各个环节进行分析,解析影响喷漆质量的各要素,并对整机喷漆过程中的风险进行了识别。
      关键词:飞机整机 喷漆工艺 质量控制  风险管理
      飞机喷漆是飞机交付前必须完成的一道重要工序,除了飞机的首次交付时涉及整机喷漆,部分返厂维修或改装的飞机可按需求退除原有漆层重新喷涂。飞机喷漆后的外表面多了一层保护层,能隔绝空气,能起到防腐作用。给飞机喷漆是一项技术难度很高的工作,其施工流程大致包含以下内容:溶剂清洗、打磨、活化、水膜连续检查、干燥、清洁度检查、底漆、面漆涂敷、喷涂标记、结合力检查等一系列复杂过程。在这个过程中,任何一个环节出现差错都会影响整机喷涂的效果。生产过程中要求所用材料、设备、人员等均符合质量控制要求。
1.材料控制
      材料控制应分为材料的贮存和使用两方面。漆料和溶剂应贮存在干燥、通风良好的库房,温度控制在一定范围内(根据漆料的使用说明),不能靠近热源和有太阳直射的地方。开盖未使用完的漆料应及时封盖保存,防止挥发及吸潮变质。使用时,首先,用到的漆料和溶剂等检查应有合格证,并在有效期内,避免因材料原因导致的漆层性能不达标。再次,大多漆料是多组分漆,不能直接涂敷,使用时必须按照规定的比例进行调配或满足一定的调配粘度,否则,容易造成漆层缺陷。另外,有固化剂或催化剂成分的漆料,必须在漆料完成诱导且在漆料有效使用期内使用。
2. 设备控制
      喷漆现场的设备包含涂漆区域(厂房)、喷漆抽风柜、压缩空气设备、涂敷设备、粘度杯、测厚仪等。涂漆前,应确保所有用到的设备、仪表都应是合格的,并有合格标志;涂漆区域应保持清洁,并无剧烈温湿度变化,压缩空气设备、粘度杯、测厚仪等应定期检查或校验,使之处于正常的工作状态。涂漆区域应至少满足300lux的光照强度。
      涂敷设备又细分为喷枪、风带、压力表。因漆料种类较多,对于性能较特殊的漆料,建议采用材料供应商推荐的喷枪。喷枪应经常维护,并检查是否有漏气、漏漆等问题,使用后及时清洗。风带定期检查完好性,以防老化和漏气。漆料喷涂大多都有压力控制范围,压力表是检测压力值得重要设备,应定期校验,并配置在喷枪上。
3. 喷漆工序控制
3.1喷漆前的表面准备
      在飞机喷漆前,待喷漆的表面必须清洁无污染,且对漆层有一定的附着力,才能保证漆层应有的防护性能。所以在飞机入厂时检查表面不应有严重油污,有漏油及时排查。对于返厂维修或改装的飞机,应选用适当的材料和方法将不需要脱漆的部位进行保护,脱漆部位自上而下刷涂或喷涂脱漆剂,待漆层大面积溶胀起泡后,用毛刷或非金属刮刀清理,去残渣。漆层未除净,可重复操作。脱漆后用水冲洗或其它方式清除脱漆剂及剥落后的漆层,清洗干净后检查水膜连续并充分干燥。
      首次交付的飞机,喷漆前需对待喷漆表面进行清理,不喷漆的部位进行防护。保护可以在放在喷漆面清理前,也可以放在清理后,视情况而定。防护处理:进气道、排气道及加油孔等用牛皮纸和胶带进行保护,空腔部位可用塞块、塑料薄膜等合适材料进行遮蔽,对飞机外表面的所有口盖、接缝等进行适当的保护,防止水基清洗剂或其它清洗液体渗入飞机内部引起危害。
      喷漆前的清理:对于飞机前缘和迎风面上的昆虫痕迹先用热水清洗干净,随后用汽油或X-1与汽油的混合溶剂清洗干净,若表面有多余的胶或漆时,用二甲苯或X-1清洗。去除污染物后,必须对所有待涂漆的涂层表面进行打磨。

打磨用到的砂纸由粗到细,打磨后露出均匀的新鲜漆层,不应露出基体,存在锈蚀时,可用水磨砂纸轻轻地打磨去除,但不能损伤基体材料或表面处理层(如电镀层、阳极氧化膜层等)。整机喷漆面积大,推荐用打磨机打磨,用打磨机打磨时应注意,只能用于平面及弧面等平整的表面,注意控制打磨力度,凸头铆钉周围、沟槽、拐角、死角等打磨机无法清理到的部位必须采用磨垫或砂纸进行手工打磨。打磨操作完成后,用溶剂进行清洗,清洗后立即使用清洁的水彻底冲洗并达到水膜连续,并充分干燥。
      为了便于干燥,干燥期间应打开机身上的快卸口盖,尤其应注意,对于易积水部位,应用压缩空气吹干。
      最终清洗应保证清洗剂彻底去除,可以用试纸检测进出水的PH值,漂洗后的水PH值与进水的PH值相同,则表明清洗干净。
      活化处理:喷漆前,待喷漆表面需进行活化处理,可用浸湿丁酮或丙酮的白毛巾或活化打磨清洗过的底漆表面,并迅速用白毛巾擦干。活化时,不允许有溶剂滴淌和自然干燥,活化用的毛巾上有杂物时应及时更换毛巾的新鲜部分继续活化,必要时更换新毛巾。活化后,在规定时间内涂敷与原底漆相同的底漆。
3.2  面漆和标记的涂敷
      按工程图样规定涂敷相应面漆,涂敷多层面漆时,层间间隔不超过24小时,若超过,需再次活化。涂敷标记时,如果面漆干燥不足24小时且未被污染,直接涂敷;如果已被污染或干燥超过24小时,涂敷前进行适当的打磨和清理。
4.  人员控制
      飞机喷涂范围大,表面复杂,要求操作人员必须经过相关培训并取得资质。根据涂敷材料或材料的使用规范确定适合的涂敷方法和工具,涂敷时根据零件的形状调整喷涂姿态,喷枪压力和喷涂距离。
5.  喷漆过程中的风险控制
    整机喷漆工艺流程相较于零部件喷漆,整机喷漆需登高作业,需专用的工装站位平台,喷漆面积大,需多人协同完成。结合这些工作特点,识别的风险主要包括飞机整机喷漆工作中的飞机损伤风险,人员受伤风险,漆面质量风险等。
 5.1 飞机损伤风险
      在喷漆过程中不可避免的要使用工装梯架辅助进行作业,存在工装梯架碰撞飞机的风险。拟定的应对措施有:一是在喷漆梯架接近飞机时,安排专人负责监控喷漆梯架与飞机的距离,达到可用安全距离时,及时提示推喷漆梯架的工作人员停止,二是在工装梯架周边安装橡胶类缓冲装置。
      在对活动翼面(如襟翼、方向舵、升降舵、副翼等)喷漆时,存在翼面活动与工装梯架碰撞。拟定的应对措施有:在翼面动作前撤掉工装梯架,到达预定位置,锁住翼面后,工装梯架才可以靠近飞机。
5.2  人员受伤风险
      喷漆过程中不可避免的要进行登高作业,工作人员在梯架上工作,人员在梯架间走动,可能出现跌落摔伤。拟定的应对措施有:一是操作人员登高作业时必须系好安全带;二是在工装梯架边缘增加保护装置。
5.3  漆面质量风险
    造成漆面质量不好的原因较多,针对不同的原因,拟定的应对措施有:做好飞机表面的清洁工作;加强操作人员培训提高喷涂质量;加强喷漆厂房的环境控制;加强喷漆设备维护保养和调试,提高设备的可靠性等。
6.  结语
      本文从从材料、设备、制造、人员四个方面对飞机整机喷漆工艺进行了解析,并对飞机整机喷漆的过程进行了风险分析并拟定了应对措施。通过各方面的质量和风险控制才能使得飞机整机喷漆工作在确保安全的前提下高质量,高效率的完成。   
参考文献:
[1]张波,刘晨,赵宏剑,卢野,朱鹏涛.飞机整机自动喷涂系统初探.[J].制造业自动
化.2014(36):74-76.
[2]曹红美.常见表面处理对飞机结构装配尺寸的影响[J].科技视界,2019(25):52.
[3]HB/Z351-2001.飞机整机脱漆工艺.[S].
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