双曲面搪瓷钢板幕墙生产工艺质量控制研究

董慧欣

(北京北辰会展投资有限公司 北京 100101)

2021年6月30日，备受社会各界关注的国家会议中心二期项目主体建筑“群鸟”幕墙正式亮相，成为奥林匹克中心区一道靓丽的风景。作为国家会议中心二期项目最大设计亮点之一，“群鸟”幕墙体系采用的双曲面搪瓷钢板幕墙工艺是国内建筑领域首创。为了确保幕墙工程的完美品质，实现幕墙外饰面的材质、表面处理方式、颜色和亮度与设计要求的完美契合，本文结合建筑幕墙生产工艺质量控制的内涵，确定双曲面搪瓷钢板幕墙生产工艺的质量控制要求，挖掘有益经验和方法，提出质量控制措施，以促进我国幕墙生产工艺的精益求精。

1 建筑幕墙生产工艺质量控制的内涵

建筑幕墙作为建筑主体的附属，具有保护建筑主体结构和美化建筑空间的功能。因此，在现代建筑中，建筑幕墙的应用越来越广泛[1]。对于建筑幕墙质量控制的认识，呈现出逐渐丰富和深化的过程。一般认为，设计和施工是建筑幕墙质量控制的重点。因为设计和施工涉及内容较多，其合理性和规范性是保证建筑幕墙质量的前提[2]。随着三维模拟技术的快速发展和材料生产方式的不断转变，对于建筑幕墙质量的保证作用，设计和施工逐渐弱化，而建筑幕墙生产工艺质量控制却逐渐凸显。建筑幕墙生产工艺质量控制通过一系列的控制体系和方法，将建筑幕墙质量控制前移到建筑幕墙的生产阶段。企业应该根据建筑幕墙质量目标，结合自身生产特征，整合资源、人员和过程等要素，建立、实施和保持与国际标准接轨的质量控制体系，实现企业内部要素的相互作用和关联，以有效地开展建筑幕墙生产工艺质量控制活动[3]。质量控制体系能够实现企业宗旨、方向和内部环境的统一，识别、理解企业要素，指导企业做出正确的质量决策，不断提升企业建筑幕墙生产工艺质量控制水平。建筑幕墙生产工艺质量控制方法贯彻预防原则，使用控制图工具，要求建筑幕墙质量控制各项工作按照制订计划、执行计划、检查执行效果和处理总结检查结果4 个过程循环进行。监控和预警建筑幕墙生产工艺质量控制活动的随机和异常，及时采取措施，消除异常，保证建筑幕墙成品质量处于稳定状态[4]。

2 双曲面搪瓷钢板幕墙生产工艺质量控制要求分析

2.1 双曲面搪瓷钢板幕墙加工精度要求

双曲面搪瓷钢板幕墙必须按照设计尺寸精确切裁，不允许现场加工，增加施工难度，并且搪瓷钢板单元板块应该清晰地标注其最终安装位置和方向，这必然对其加工精度提出极高的要求。经过计算机模拟，搪瓷钢板组件尺寸加工精度必须在允许偏差内才能达到预期的设计效果，搪瓷钢板组件尺寸偏差要求如表1所示。

表1 搪瓷钢板组件尺寸偏差要求（单位：mm）

2.2 双曲面搪瓷钢板幕墙加工方法要求

双曲面搪瓷钢板幕墙采用珐琅板。珐琅板采用进口釉粉，通过全自动静电喷涂设备将釉粉均匀地吸附在钢板的表面，经过高温烧结（不能浇筑），在钢板表面形成一种新的钢与釉融合的化学键涂层。珐琅板要求采用干法和湿法相结合的涂釉工艺，背面底釉用湿法，装饰面用干法，双曲面搪瓷钢板加工方法要求如表2所示。

表2 双曲面搪瓷钢板加工方法要求

2.3 双曲面搪瓷钢板幕墙外观要求

双曲面搪瓷钢板外观不得有压痕、印痕和凹陷，不得有腐蚀、裂纹等残迹。装饰表面每平方米内的划伤、擦伤等外观缺陷检测要求见表3。

表3 双曲面搪瓷钢板可视面外观缺陷检测表（单位：mm）

2.4 双曲面搪瓷钢板幕墙性能要求

为了达到预期的设计效果和满足使用持久性，双曲面搪瓷钢板性能必须满足30 年搪瓷不剥落、不失光、不退色，莫氏硬度6 级，具有1 级耐酸性，不生锈，4 000 h不次于1级的耐盐雾性与4 000 h不次于0级的耐人工加速老化。防火级别应该达到A1不燃级别，耐火极限不低于0.5 h，光泽度达到35°～90°，偏差正负10，经50 kg·cm 冲击后，瓷面无裂纹、无掉瓷。涂层致密性好，不容易粘附和渗入大气中污染物。物体撞击后板面无明显变形，瓷面无裂纹，背衬不折断或开裂，挂件不松动。

3 双曲面搪瓷钢板幕墙生产工艺质量控制措施

3.1 完善质量控制体系和方法

双曲面搪瓷钢板幕墙质量控制体系的完善，首先引进德国SAP的ERP管理软件，结合MES系统实现生产全过程控制。同时，按照质量控制体系，在双曲面搪瓷钢板每一个生产环节中制定涵盖设备操作、检验标准、生产工艺标准和产品合格标准等内容的标准指导书。采用质量管理的统计过程控制方法，配备产品技术工程师和产品质检工程师进行质量预防和质量控制。产品技术工程师负责工艺标准制定、作业指导书制定、生产现场技术服务和质量监控。产品质检工程师负责原材料半成品检验、生产各工艺环节控制、理化指标检验和包装运输检验。品质部门负责生产全过程的监督，确保每件产品的生产流程处于质量控制体系的监控下。对于突发疑难质量问题，品质部门负责召集相关技术、设计、生产和设备等部门协同商讨确定问题成因及解决方法，并落实预防措施[5]。

3.2 优化来料检验方法

原材料是双曲面搪瓷钢板幕墙的物质基础。劣质的原材料将直接影响幕墙的质量。为了预防质量风险，优化来料检验方法，增强原材料的质量控制能力是一条有效的途径。优化来料检验方法，首先，按照设计要求，制定严格的专项原材料质量标准，并与材料供应商做好质量要求标准和责任的对接，确保其明晰，严格按照质量标准组织生产和供货。其次，根据岗位职责严格把关原材料的进场、验收和库存等环节。品质部门依据材料质量标准专项制定材料检验标准，并依据物料入库检验规程进行检测与试样。品检员根据检测结果开具质量合格单，并与仓管员做好交接记录，不合格材料分类另行处理。最后，通过数据分析改善来料检验方法。收集、整理来料检验数据，运用控制图、直方图等质量管理工具分析检验数据，监控质量变化，整理原材料的质量问题，及时向材料供应商反馈[6]。

3.3 加强钣金过程管控

钣金过程是双曲面搪瓷钢板幕墙形成重要的生产环节，因此必须强化钣金过程管控。

首先，采用高端高精密标准化系统生产线加工设施，使用现代的激光切割机自动上料、下料，进行切割作业，在确保产品产能的同时，有效保障产品的精度。切割后工件堆垛到固定平面台架上，应用机械器具整垛工件运送至折弯成型工序。

其次，采用柔性折弯系统进行折弯成型作业，以防工件翻转时产生刻划痕。控制好尺寸精度，以期提高焊接质量，降低焊接热变形。焊接打磨线工作台保持平整无杂物，严格控制好氩弧焊接电流。板块边角焊接应焊实、焊透，不能有高低不平、下陷及焊接缺口存在。异形板须焊接加强筋补强定型，注意避让搪烧挂烧挂钩位置，以免工件挂烧偏向影响平整度。

最后，打磨控制边角应保持R角圆滑，不能有尖锐角，并保持相同R度。所有打磨位置打磨后必须用抛光轮抛光平滑，所有刀口应砂磨去除毛刺。

3.4 严把搪烧过程质量关

搪烧过程直接关系到双曲面搪瓷钢板幕墙的成败，因此必须结合成熟技术、标准工艺和规范作业，严把搪烧过程质量关，主要措施包括以下几个方面。

3.4.1 表面处理

调配各漂洗缸药液浓度比例，确认热洗缸温度达到漂洗要求。装框前，应对工件目测检查是否具有扁膛、加强筋脱落、变形、凹凸点、刻划痕、脱焊和焊接线纹等问题。漂洗过程中，严格按照程序控制各漂洗工位时间，下缸、起吊及中途浸泡时，应确保上升、下降往复摆动多次，以便溶液侵入渗透及滤净。中和漂洗后绝对不允许用手触摸工件面，以免工件生锈，严格控制好烘干温度和时间，工件入框、出框搬运时，严禁碰撞以免工件变形或产生其他缺陷。

3.4.2 喷涂处理

搪烧采用静电干法二喷一烧。上挂时复检产品有无缺陷，防止烧成变形。背面用湿法高密着底釉增加瓷层厚度，确保瓷层厚度与均匀性控制，确认空气源洁净与气压满足静电干喷要求，调节好静电干喷房室内温湿度环境满足静电干喷要求。静电粉存放使用必须保证无污染、干燥，专用库房存放。调整静电干喷各工艺参数，如枪距、静电压和雾化等满足工艺要求。批量生产前先期试样，瓷层厚度、颜色和光泽度均满足质量要求才能进行批量生产。

3.4.3 烧成处理

转换前需目测检查喷涂表面是否存在缺陷。产品要配置专用挂钩，调整挂钩挂点位置，以免挂烧不平衡影响平整度。转换必须用专用工具进行移转作业。调整烧成线速、温度，控制颜色和光泽。烧成时司炉工应随时监测炉温趋向变化，炉温波动出现偏大时应调整线速。烧成完成品必须由专职品检员对每件产品依据质量控制标准进行外观、色泽、光泽度和瓷层厚度检验，并做好检验记录。

3.4.4 压板处理

按照环氧粘结剂混合比例调配粘结剂。为避免胶水混合不均或过多过少影响粘结强度，施胶前取样确认胶水混胶均匀性和用胶量，满足要求后方可进入批量正常生产。背衬芯材板必须用整板。为确保粘结强度，背衬芯材保证无油污或污染。分隔、中衬垫板不允许拼接，必须用整块垫板，垫板应保持平整，板面无杂物、凸点物及其他质量缺陷存在。如果板块边缘长边与分隔垫板面平直，冷压机略微加压即可。

3.4.5 密封包装处理

卸压后垛架移送至打胶包装区域进行打胶封闭与装箱。包装前由专职品检员依据质量控制标准对产品外观、平整度进行检验，并做好检验记录。背面封闭，用耐候密封胶进行打胶密封处理，应全面不留余角，胶痕平直、饱满，不能有漏胶与缝隙。为了避免产品在包装运输过程中产生质量缺陷，设计时应该考虑板块装箱分布与承重是否满足运输要求。配箱前应对箱体进行严格检查，有偏斜、漏焊、虚焊和少焊异常现象应退回修复。封箱时用镀锌方通进行合理固定牢靠，四周用保护膜全面封闭。包装箱装车时箱体叠高为2 层，装车完毕后，防止箱体运输途中晃动，必须把所有箱体用3 mm镀锌片进行螺钉连接，并用雨篷布全部封盖。

4 结语

综上所述，双曲面搪瓷钢板幕墙工艺作为国内建筑领域首创，设计要求高，施工难度大。企业结合成熟技术和标准工艺，提出双曲面搪瓷钢板幕墙加工精度、加工方法、外观质量和性能等质量要求，根据建筑幕墙生产工艺质量控制的内涵，采用完善质量控制体系、优化来料检验方法、加强钣金过程管控和严把搪烧过程质量关等一系列措施，能够满足设计要求和减轻施工难度。因此，双曲面搪瓷钢板幕墙生产工艺质量控制研究，对于提高建筑幕墙工程质量，推动我国建筑幕墙工程创新性发展具有重要的参考和借鉴意义。