1.慨述
工程機械產(chǎn)品的涂裝作為產(chǎn)品競爭的第一環(huán)節(jié)各家都非常重視;為適應(yīng)市場競爭的需要，許多生產(chǎn)廠家加大技改力度，提高產(chǎn)品涂裝質(zhì)量;與國際知名品牌產(chǎn)品相比，國內(nèi)工程機械產(chǎn)品的涂裝質(zhì)量還有明顯差異，涂層外觀裝飾性能有待進一步提高，主要表現(xiàn)在涂層的豐滿度、平整度和光澤度等感觀質(zhì)量方面。存在差異的直接原因一是工件表面的平整度尚有明顯差異，二是涂裝原材料之間的差異。由于我國工程機械涂裝發(fā)展較汽車行業(yè)晚5-10年，一直沒有形成獨立涂裝體系;當(dāng)國外工程機械行業(yè)公司進入后,促使工程機械涂裝工藝及設(shè)備上有了較大發(fā)展，工程機械涂裝發(fā)展到今天新的涂裝體系已經(jīng)基本形成。
2.涂裝工藝
工程機械產(chǎn)品的特點是品種雜、規(guī)格多，體積大、重量重，不同產(chǎn)品生產(chǎn)特點和使用環(huán)境不同，生產(chǎn)綱領(lǐng)不同，涂裝工藝各有特點。由于工程機械在九十年代以前生產(chǎn)綱領(lǐng)都較小;形不成批量生產(chǎn)，其典型工藝流程為：
結(jié)構(gòu)件：拋丸(或噴丸)→清理→噴底漆→烘干→刮膩子→烘干→裝配。
整機：清洗→水跡烘干→刮膩子→烘干→打磨擦凈→面涂1→烘干→面涂2→烘干→成品。(水份干燥和膩子干燥大多數(shù)采取自干方式。)
工程機械涂裝發(fā)展到現(xiàn)在，其典型工藝流程有比較大的變化，典型工藝流程為：
結(jié)構(gòu)件：
(1)常用工藝：拋丸→清理→噴底漆→烘干→刮膩子→打磨擦凈→中涂→烘干→面涂→烘干→裝配。
(2)最新工藝：拋丸→清理→(脫脂、磷化、純水洗噴)→水分干燥→底涂→揮發(fā)流平→面涂→流平→烘干→裝配。
整機：清洗→水跡烘干→補膩子精飾及底部噴涂→烘干→成品
3.涂裝材料
工程機械用面漆普遍采用可低溫烘干的自干型涂料，品種主要有改性醇酸磁漆、丙烯酸工程機械磁漆、聚氨酯磁漆等，分別滿足不同客戶的要求。涂層采用低溫烘干工藝，主要是提高其附著力和硬度。面漆與底漆、膩子和中涂體系必須配套，面漆材料是國內(nèi)外產(chǎn)品涂裝質(zhì)量存在差別的主要因素，有待國內(nèi)涂料生產(chǎn)廠商開發(fā)質(zhì)優(yōu)價廉的產(chǎn)品，以滿足國內(nèi)市場的需求。
4.工藝布局
工程機械結(jié)構(gòu)件及整機涂裝生產(chǎn)線主要由結(jié)構(gòu)件拋丸清理室、整機清洗室、水分烘干室、打磨室、噴漆室、漆膜烘干室、精飾室和輸送等設(shè)備組成。
工藝設(shè)備布置與產(chǎn)品特點和所采用的涂裝工藝密切相關(guān)，產(chǎn)品是輪式還是履帶式，刮涂何種膩子，是否采用中涂工藝等因素影響整個工藝布局。
工藝布局與生產(chǎn)線的輸送方式密切相關(guān)，目前國內(nèi)結(jié)構(gòu)件涂裝普遍采用具有積放功能的自行葫蘆輸送;整機涂裝生產(chǎn)線主要有三種方式：雙板鏈輸送、轉(zhuǎn)軌車輸送和自行方式。兩種方式設(shè)備按流水線布置，各工序均在獨自的室體內(nèi)完成。
5.涂裝設(shè)備
5.1結(jié)構(gòu)件拋丸清理室
結(jié)構(gòu)件表面前處理采用自動拋丸清理工藝，拋丸處理是將磨料以一定的速度射向被處理的鋼材表面，以磨料對鋼材表面的沖擊和磨削作用，將鋼材表面的氧化皮、銹蝕產(chǎn)物及其它污物除去的一種高效率的表面處理方法。通過式拋(噴)丸清理室由清理室體、拋丸器、噴丸缸、噴槍、彈丸循環(huán)系統(tǒng)、通風(fēng)除塵系統(tǒng)、底部結(jié)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)等組成。
(1)清理室體一般最佳位置安裝拋丸器(數(shù)量根據(jù)拋丸量定)，拋丸器傾斜布置保證工件的每一個部位均能被清理到，即要考慮到最長件，同時又要兼顧到最寬和最高件。工件在拋丸區(qū)拋打時必須要有勻速運動，同時室體大門必須關(guān)閉以保證丸粒不飛出室外，拋丸區(qū)室體內(nèi)襯護板采用高錳鑄鋼護板，通用性、互換性好，耐磨壽命長。
[nextpage]
(2)噴丸室出口端頭設(shè)置一臺噴丸缸，配備兩把噴槍，內(nèi)壁采用耐磨橡膠板防護，既保證設(shè)備的使用可靠性，同時降低設(shè)備造價。室體進、出口設(shè)有電動門，既可自動也可手動控制。
5.2水旋噴漆室
噴漆室由室體、送、排風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、漆霧處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、可燃性氣體濃度報警裝置等組成。
(1)室體上部設(shè)置靜壓室，與噴漆室骨架設(shè)計成一體。靜壓室內(nèi)布置有高效過濾無紡布，使送入室體內(nèi)的潔凈空氣沿室體頂部按層流狀態(tài)向下壓送，有效控制漆霧的擴散。
(2)送風(fēng)系統(tǒng)需設(shè)置初、中效過濾段、加熱段(熱源為蒸汽，冬季室內(nèi)送熱風(fēng)≥15℃)。送風(fēng)要求各截面風(fēng)速均勻，避免漆霧外逸。
(3)漆霧凈化效率要求達到99%以上;排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)有氣水分離裝置，經(jīng)處理后排入大氣。
(4)有機廢氣處理達到國家大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。廢氣監(jiān)控報警裝置隨時對室內(nèi)可燃氣體濃度進行監(jiān)測，當(dāng)溶劑濃度達到爆炸下限的25%時，立刻報警。
5.3底(面)漆烘干室
烘干室采用強制熱風(fēng)對流循環(huán)方式，烘干室能源主要有蒸汽、電、液化氣、輕柴油等，該設(shè)備主要由室體、熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、廢氣凈化設(shè)備組成。熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)現(xiàn)都采用四元體加熱爐(插入式風(fēng)機，燃油加熱系統(tǒng)，高溫過慮器,廢氣處理一體結(jié)構(gòu))。升溫速度快，室內(nèi)溫度均勻，溫差<+5O℃。
5.4輸送設(shè)備
結(jié)構(gòu)件涂裝工件輸送：
(1)采用環(huán)鏈自行葫蘆，該設(shè)備主要由鋼結(jié)構(gòu)、供電系統(tǒng)、載物車、葫蘆、電控部分等組成。
(a)載物車為二車型，每組2套葫蘆，選用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)環(huán)鏈葫蘆，要求運行平穩(wěn)可靠。
(b)電控采用PLC可編程序控制，要求能夠?qū)崿F(xiàn)連鎖、互鎖、故障診斷、報警等功能。另外自行葫蘆在噴漆室和上、下件工位應(yīng)具有升降功能。
(2)隨著工程機械發(fā)展，生產(chǎn)量的提高，同時克服自行葫蘆自身的缺點，在國內(nèi)工程機械知名廠家涂裝生產(chǎn)線逐步采用重型寄放輸送機，發(fā)揮了積放式輸送運行穩(wěn)定可靠，故障率低，節(jié)約能耗等特點。
5.5整機清洗室
工程機械裝配后表面一般留有油污，試車后又沾有大量灰塵，必須徹底清洗，才能保證良好的涂裝質(zhì)量。清洗室分為手工清洗室和自動清洗室，自動清洗室可設(shè)置在流水線上，也可單獨設(shè)置，但難以滿足多品種和不同污染程度的工件，在工程機械行業(yè)較少使用。在中小批量場合多采用手工清洗室，單獨設(shè)置，使用高壓清洗機進行噴射清洗，清洗徹底。
5.6整機噴漆室
噴漆室主要作用是提供良好的工作環(huán)境，以滿足勞動安全衛(wèi)生和環(huán)保的要求。噴漆室由室體、空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)、漆霧凈化系統(tǒng)等組成，按漆霧凈化方式不同可分為濕式噴漆室和干式噴漆室。目前不少工廠僅從投資角度出發(fā)，較多采用干式噴漆室或噴烤房，干式噴漆室或噴烤房適用于生產(chǎn)綱領(lǐng)或者噴涂量較小場合，在批量生產(chǎn)時主要存在以下缺點：
(1)干式噴漆室或噴烤房一般采用無紡布或過濾棉過濾漆霧，很快就達到吸附飽和，若不及時更換，排風(fēng)系統(tǒng)阻力增大，室內(nèi)漆霧飛散現(xiàn)象嚴(yán)重。
(2)一般干式噴漆室或噴烤房設(shè)計參數(shù)按照汽車維修行業(yè)規(guī)定，室內(nèi)風(fēng)速偏小，不能有效抑制漆霧。
基于上述原因，一般整機噴漆室采用目前技術(shù)較為完善、國內(nèi)外廣泛使用的水旋噴漆室能夠較好地滿足生產(chǎn)要求。
5.7整機烘干室
整機涂裝烘干工序有水跡烘干、膩子烘干、面漆烘干等，對于中小批量設(shè)置1～2臺室體即可滿足生產(chǎn)要求。整機烘干除滿足一般烘干室的要求外，控溫要求更高，只能在800C以下，否則就可能損壞產(chǎn)品。烘干室能源主要有蒸汽、電、液化氣、輕柴油等，各地區(qū)應(yīng)根據(jù)不同的能源情況合理選擇。
[nextpage]
6.工程機械噴涂系統(tǒng)
噴涂系統(tǒng)是整個涂裝生產(chǎn)線的靈魂，其本身的質(zhì)量、效果直接影響著工件的涂裝品質(zhì)。
6.1機械產(chǎn)品涂裝要求
(1)膜厚
由于機械類產(chǎn)品普遍要求成膜要厚，想達到一定厚度，要求多遍噴涂，一次成膜要求任20μm以下的用低壓噴涂，成膜在20-40μm的用中壓噴涂，要求在40μm以上的用高壓噴涂。
(2)機械強度
機械類產(chǎn)品的涂膜最重要的一點就是能防磕碰，抗磨擦，也就是機械強度高，要想達到理想的強度，必須考慮到成膜要厚，涂膜硬度高，附著力好。其中涂膜硬度的好壞要依靠漆本身質(zhì)量和理想的烘烤效果。一般烤漆比自干漆硬度高，所以設(shè)計中一般采用烘烤的工藝。
(3)附著力
附著力是衡量機械強度的重要指標(biāo)，前處理的好壞是附著力的核心，工程機械類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件一般采用拋丸處理，處理后吹灰、前處理磷化、上底漆;其主要目的是使漆膜達到最佳附著狀態(tài)。
噴涂方式的選擇也影響附著力。漆前進速率越高(動能)，相對地附著越緊密，若有靜電(電場能)，同樣也可提高附著力。
(4)耐侯性
工程機械產(chǎn)品的工作環(huán)境在戶外，那么就要求有很好的耐侯性，涂膜要能夠耐腐蝕，抗戶外惡劣環(huán)境，并且要求涂膜均勻，附著均勻，避免針孔、氣泡。
(5)光澤
光澤的好壞完全依賴于霧化的精細程度。霧化越精細，光澤就越好，光澤是表面美觀的最直接體現(xiàn)，工程機械類產(chǎn)品不要求光澤像汽車一樣，但表面的美觀同樣是產(chǎn)品的質(zhì)量象征，在達到其它技術(shù)指標(biāo)的同時將光澤度提高。但工程機械要求—次成膜厚，要達到較理想的光澤，采用霧化相對較好的空氣輔助式無氣噴涂。
6.2噴涂工藝及相關(guān)設(shè)備介紹
(1)空氣噴涂
空氣噴涂是最傳統(tǒng)的一種噴涂方式，它完全是依靠空氣將漆“吹”成霧化，形成漆霧。常見的空氣噴涂有重力式、虹吸式、壓力罐式、泵輸送式。
(2)無氣噴涂
無氣噴涂與空氣噴涂原理截然不同，它的涂料霧化不依靠空氣，因此稱為無氣噴徐。涂料是如何被霧化的原理是涂料被加至高壓，當(dāng)高壓涂料至噴嘴時通過極小的孔，在壓力的作用下自然將涂料霧化。
(3)空氣輔助式無氣噴涂(簡稱輔氣或混氣噴涂)是結(jié)合了空氣和無氣噴涂優(yōu)點的新技術(shù)。這種技術(shù)應(yīng)用至今，己得到充分地驗證。它的原理是用壓力比小一些的柱塞泵將漆加壓，漆被壓力霧化后并不完美，再結(jié)合空氣帽中兩路低壓空氣輔助二次霧化，這樣涂料被霧化得比較好，又防止了前兩種方式的弊病。
(4)靜電噴涂
靜電噴涂從工藝角度就是在前幾種方式的基礎(chǔ)上再加上靜電，分為空氣靜電、無氣靜電和輔氣靜電噴涂。它的最大優(yōu)點是涂料收益率明顯提高，一般至少提高30%。因此在相同條件下可提高膜厚，增加飽滿度和附著力。
(5)雙組份系統(tǒng)
從涂料組份形式分為單組份和雙組份涂料。我們常用的涂料以單組份居多，所以設(shè)備也是單組份設(shè)備，雙組份涂料有專用設(shè)備，雙組份涂料多數(shù)固化時間都很短,我們必須用—種專用的雙組份設(shè)備。
(6)涂料循環(huán)系統(tǒng)及中央供漆系統(tǒng)
中央供漆系統(tǒng)是適合大批量生產(chǎn)作業(yè)的一種供漆萬式，適于單組份、單色用量大的漆，比如在工程機械中常用的底漆和中涂漆，都可以用集中供漆。集中供漆的優(yōu)點是管理使用方便、生產(chǎn)規(guī)范化、維護保養(yǎng)快捷、調(diào)漆供漆方式節(jié)省并有利于環(huán)保、調(diào)試檢查方便、降低總成本、投資不大。由于工程機械生產(chǎn)批量不像汽車那么大，因此年用漆量不會太多，因此國內(nèi)許多小批量生產(chǎn)的廠家部不適宜集中供漆，但也有個別機械企業(yè)使用了集中供漆，如徐州重型、徐州卡特彼勒等。
7.結(jié)束語
我國工程機械涂裝水平還處在不均衡發(fā)展階段，合資企業(yè)水平較高，隨著國內(nèi)一些汽車行業(yè)集團進入工程機械行業(yè)，以汽車涂裝理念發(fā)展工程機械涂裝已成為一種模式;涂裝工程作為一個系統(tǒng)工程來考慮，抓好涂裝材料、涂裝工藝和涂裝管理這三要素，隨著工程機械產(chǎn)量提升，以及生產(chǎn)工序物流輸送的逐步完善，促成了工程機械涂裝新工藝的應(yīng)用，如環(huán)保型噴粉工藝也在一些產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用;簿板件陰極電泳涂裝也正在推廣之中;總之選擇切合企業(yè)生產(chǎn)實際的涂裝工藝和材料，強化工藝和設(shè)備管理，是提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量和市場競爭能力的有力保證。
