雙曲面搪瓷鋼板幕墻生產工藝質量控制研究

董慧欣

(北京北辰會展投資有限公司 北京 100101)

2021年6月30日，備受社會各界關注的國家會議中心二期項目主體建筑“群鳥”幕墻正式亮相，成為奧林匹克中心區一道靚麗的風景。作為國家會議中心二期項目最大設計亮點之一，“群鳥”幕墻體系采用的雙曲面搪瓷鋼板幕墻工藝是國內建筑領域首創。為了確保幕墻工程的完美品質，實現幕墻外飾面的材質、表面處理方式、顏色和亮度與設計要求的完美契合，本文結合建筑幕墻生產工藝質量控制的內涵，確定雙曲面搪瓷鋼板幕墻生產工藝的質量控制要求，挖掘有益經驗和方法，提出質量控制措施，以促進我國幕墻生產工藝的精益求精。

1 建筑幕墻生產工藝質量控制的內涵

建筑幕墻作為建筑主體的附屬，具有保護建筑主體結構和美化建筑空間的功能。因此，在現代建筑中，建筑幕墻的應用越來越廣泛[1]。對于建筑幕墻質量控制的認識，呈現出逐漸豐富和深化的過程。一般認為，設計和施工是建筑幕墻質量控制的重點。因為設計和施工涉及內容較多，其合理性和規范性是保證建筑幕墻質量的前提[2]。隨著三維模擬技術的快速發展和材料生產方式的不斷轉變，對于建筑幕墻質量的保證作用，設計和施工逐漸弱化，而建筑幕墻生產工藝質量控制卻逐漸凸顯。建筑幕墻生產工藝質量控制通過一系列的控制體系和方法，將建筑幕墻質量控制前移到建筑幕墻的生產階段。企業應該根據建筑幕墻質量目標，結合自身生產特征，整合資源、人員和過程等要素，建立、實施和保持與國際標準接軌的質量控制體系，實現企業內部要素的相互作用和關聯，以有效地開展建筑幕墻生產工藝質量控制活動[3]。質量控制體系能夠實現企業宗旨、方向和內部環境的統一，識別、理解企業要素，指導企業做出正確的質量決策，不斷提升企業建筑幕墻生產工藝質量控制水平。建筑幕墻生產工藝質量控制方法貫徹預防原則，使用控制圖工具，要求建筑幕墻質量控制各項工作按照制訂計劃、執行計劃、檢查執行效果和處理總結檢查結果4 個過程循環進行。監控和預警建筑幕墻生產工藝質量控制活動的隨機和異常，及時采取措施，消除異常，保證建筑幕墻成品質量處于穩定狀態[4]。

2 雙曲面搪瓷鋼板幕墻生產工藝質量控制要求分析

2.1 雙曲面搪瓷鋼板幕墻加工精度要求

雙曲面搪瓷鋼板幕墻必須按照設計尺寸精確切裁，不允許現場加工，增加施工難度，并且搪瓷鋼板單元板塊應該清晰地標注其最終安裝位置和方向，這必然對其加工精度提出極高的要求。經過計算機模擬，搪瓷鋼板組件尺寸加工精度必須在允許偏差內才能達到預期的設計效果，搪瓷鋼板組件尺寸偏差要求如表1所示。

表1 搪瓷鋼板組件尺寸偏差要求（單位：mm）

2.2 雙曲面搪瓷鋼板幕墻加工方法要求

雙曲面搪瓷鋼板幕墻采用琺瑯板。琺瑯板采用進口釉粉，通過全自動靜電噴涂設備將釉粉均勻地吸附在鋼板的表面，經過高溫燒結（不能澆筑），在鋼板表面形成一種新的鋼與釉融合的化學鍵涂層。琺瑯板要求采用干法和濕法相結合的涂釉工藝，背面底釉用濕法，裝飾面用干法，雙曲面搪瓷鋼板加工方法要求如表2所示。

表2 雙曲面搪瓷鋼板加工方法要求

2.3 雙曲面搪瓷鋼板幕墻外觀要求

雙曲面搪瓷鋼板外觀不得有壓痕、印痕和凹陷，不得有腐蝕、裂紋等殘跡。裝飾表面每平方米內的劃傷、擦傷等外觀缺陷檢測要求見表3。

表3 雙曲面搪瓷鋼板可視面外觀缺陷檢測表（單位：mm）

2.4 雙曲面搪瓷鋼板幕墻性能要求

為了達到預期的設計效果和滿足使用持久性，雙曲面搪瓷鋼板性能必須滿足30 年搪瓷不剝落、不失光、不退色，莫氏硬度6 級，具有1 級耐酸性，不生銹，4 000 h不次于1級的耐鹽霧性與4 000 h不次于0級的耐人工加速老化。防火級別應該達到A1不燃級別，耐火極限不低于0.5 h，光澤度達到35°～90°，偏差正負10，經50 kg·cm 沖擊后，瓷面無裂紋、無掉瓷。涂層致密性好，不容易粘附和滲入大氣中污染物。物體撞擊后板面無明顯變形，瓷面無裂紋，背襯不折斷或開裂，掛件不松動。

3 雙曲面搪瓷鋼板幕墻生產工藝質量控制措施

3.1 完善質量控制體系和方法

雙曲面搪瓷鋼板幕墻質量控制體系的完善，首先引進德國SAP的ERP管理軟件，結合MES系統實現生產全過程控制。同時，按照質量控制體系，在雙曲面搪瓷鋼板每一個生產環節中制定涵蓋設備操作、檢驗標準、生產工藝標準和產品合格標準等內容的標準指導書。采用質量管理的統計過程控制方法，配備產品技術工程師和產品質檢工程師進行質量預防和質量控制。產品技術工程師負責工藝標準制定、作業指導書制定、生產現場技術服務和質量監控。產品質檢工程師負責原材料半成品檢驗、生產各工藝環節控制、理化指標檢驗和包裝運輸檢驗。品質部門負責生產全過程的監督，確保每件產品的生產流程處于質量控制體系的監控下。對于突發疑難質量問題，品質部門負責召集相關技術、設計、生產和設備等部門協同商討確定問題成因及解決方法，并落實預防措施[5]。

3.2 優化來料檢驗方法

原材料是雙曲面搪瓷鋼板幕墻的物質基礎。劣質的原材料將直接影響幕墻的質量。為了預防質量風險，優化來料檢驗方法，增強原材料的質量控制能力是一條有效的途徑。優化來料檢驗方法，首先，按照設計要求，制定嚴格的專項原材料質量標準，并與材料供應商做好質量要求標準和責任的對接，確保其明晰，嚴格按照質量標準組織生產和供貨。其次，根據崗位職責嚴格把關原材料的進場、驗收和庫存等環節。品質部門依據材料質量標準專項制定材料檢驗標準，并依據物料入庫檢驗規程進行檢測與試樣。品檢員根據檢測結果開具質量合格單，并與倉管員做好交接記錄，不合格材料分類另行處理。最后，通過數據分析改善來料檢驗方法。收集、整理來料檢驗數據，運用控制圖、直方圖等質量管理工具分析檢驗數據，監控質量變化，整理原材料的質量問題，及時向材料供應商反饋[6]。

3.3 加強鈑金過程管控

鈑金過程是雙曲面搪瓷鋼板幕墻形成重要的生產環節，因此必須強化鈑金過程管控。

首先，采用高端高精密標準化系統生產線加工設施，使用現代的激光切割機自動上料、下料，進行切割作業，在確保產品產能的同時，有效保障產品的精度。切割后工件堆垛到固定平面臺架上，應用機械器具整垛工件運送至折彎成型工序。

其次，采用柔性折彎系統進行折彎成型作業，以防工件翻轉時產生刻劃痕。控制好尺寸精度，以期提高焊接質量，降低焊接熱變形。焊接打磨線工作臺保持平整無雜物，嚴格控制好氬弧焊接電流。板塊邊角焊接應焊實、焊透，不能有高低不平、下陷及焊接缺口存在。異形板須焊接加強筋補強定型，注意避讓搪燒掛燒掛鉤位置，以免工件掛燒偏向影響平整度。

最后，打磨控制邊角應保持R角圓滑，不能有尖銳角，并保持相同R度。所有打磨位置打磨后必須用拋光輪拋光平滑，所有刀口應砂磨去除毛刺。

3.4 嚴把搪燒過程質量關

搪燒過程直接關系到雙曲面搪瓷鋼板幕墻的成敗，因此必須結合成熟技術、標準工藝和規范作業，嚴把搪燒過程質量關，主要措施包括以下幾個方面。

3.4.1 表面處理

調配各漂洗缸藥液濃度比例，確認熱洗缸溫度達到漂洗要求。裝框前，應對工件目測檢查是否具有扁膛、加強筋脫落、變形、凹凸點、刻劃痕、脫焊和焊接線紋等問題。漂洗過程中，嚴格按照程序控制各漂洗工位時間，下缸、起吊及中途浸泡時，應確保上升、下降往復擺動多次，以便溶液侵入滲透及濾凈。中和漂洗后絕對不允許用手觸摸工件面，以免工件生銹，嚴格控制好烘干溫度和時間，工件入框、出框搬運時，嚴禁碰撞以免工件變形或產生其他缺陷。

3.4.2 噴涂處理

搪燒采用靜電干法二噴一燒。上掛時復檢產品有無缺陷，防止燒成變形。背面用濕法高密著底釉增加瓷層厚度，確保瓷層厚度與均勻性控制，確認空氣源潔凈與氣壓滿足靜電干噴要求，調節好靜電干噴房室內溫濕度環境滿足靜電干噴要求。靜電粉存放使用必須保證無污染、干燥，專用庫房存放。調整靜電干噴各工藝參數，如槍距、靜電壓和霧化等滿足工藝要求。批量生產前先期試樣，瓷層厚度、顏色和光澤度均滿足質量要求才能進行批量生產。

3.4.3 燒成處理

轉換前需目測檢查噴涂表面是否存在缺陷。產品要配置專用掛鉤，調整掛鉤掛點位置，以免掛燒不平衡影響平整度。轉換必須用專用工具進行移轉作業。調整燒成線速、溫度，控制顏色和光澤。燒成時司爐工應隨時監測爐溫趨向變化，爐溫波動出現偏大時應調整線速。燒成完成品必須由專職品檢員對每件產品依據質量控制標準進行外觀、色澤、光澤度和瓷層厚度檢驗，并做好檢驗記錄。

3.4.4 壓板處理

按照環氧粘結劑混合比例調配粘結劑。為避免膠水混合不均或過多過少影響粘結強度，施膠前取樣確認膠水混膠均勻性和用膠量，滿足要求后方可進入批量正常生產。背襯芯材板必須用整板。為確保粘結強度，背襯芯材保證無油污或污染。分隔、中襯墊板不允許拼接，必須用整塊墊板，墊板應保持平整，板面無雜物、凸點物及其他質量缺陷存在。如果板塊邊緣長邊與分隔墊板面平直，冷壓機略微加壓即可。

3.4.5 密封包裝處理

卸壓后垛架移送至打膠包裝區域進行打膠封閉與裝箱。包裝前由專職品檢員依據質量控制標準對產品外觀、平整度進行檢驗，并做好檢驗記錄。背面封閉，用耐候密封膠進行打膠密封處理，應全面不留余角，膠痕平直、飽滿，不能有漏膠與縫隙。為了避免產品在包裝運輸過程中產生質量缺陷，設計時應該考慮板塊裝箱分布與承重是否滿足運輸要求。配箱前應對箱體進行嚴格檢查，有偏斜、漏焊、虛焊和少焊異常現象應退回修復。封箱時用鍍鋅方通進行合理固定牢靠，四周用保護膜全面封閉。包裝箱裝車時箱體疊高為2 層，裝車完畢后，防止箱體運輸途中晃動，必須把所有箱體用3 mm鍍鋅片進行螺釘連接，并用雨篷布全部封蓋。

4 結語

綜上所述，雙曲面搪瓷鋼板幕墻工藝作為國內建筑領域首創，設計要求高，施工難度大。企業結合成熟技術和標準工藝，提出雙曲面搪瓷鋼板幕墻加工精度、加工方法、外觀質量和性能等質量要求，根據建筑幕墻生產工藝質量控制的內涵，采用完善質量控制體系、優化來料檢驗方法、加強鈑金過程管控和嚴把搪燒過程質量關等一系列措施，能夠滿足設計要求和減輕施工難度。因此，雙曲面搪瓷鋼板幕墻生產工藝質量控制研究，對于提高建筑幕墻工程質量，推動我國建筑幕墻工程創新性發展具有重要的參考和借鑒意義。