工程机械驾驶室涂装生产工艺分析和探讨

    摘要：根据工程机械驾驶室的用材及制造工艺，提出了不同的涂装生产工艺,并对设备的选型进行了深入的分析和探讨，最后提出了建议。
    关键词：工程机械驾驶室；涂装工艺;设备选型

    引言

    前几年在合资企业的带动下,我国工程机械涂装水平得到很大程度的提高,近几年随着国内一些汽车行业从业人员进入工程机械行业，把汽车涂装理念带进了工程机械。在“十二五规划”内对未来五年中国的工程机械行业销售规模将达到9000亿元的预期下,我国从事工程机械的企业对自己也提出了更高的要求。驾驶室作为工程机械产品的重要部件之一而备受关注，驾驶室采用阴极电泳涂装工艺促进了国内工程机械驾驶室涂装技术的发展。目前不同厂家不同驾驶室制作用材和制造工艺差别较大，所采用的涂装工艺也各不相同。本文针对不同产品的用途,制作用材,制造工艺和各自特点及限制条件对涂装工艺及设备进行探讨。

    1.工程机械驾驶室结构特点

    目前国内工程机械驾驶室制作可为以下两类。主要差别在材料选用与制作工艺上，不同结构特点的驾驶室对涂装工艺有显著的影响。

    （1）以挖掘机为代表的高性能要求的工程机械类驾驶室

    该类产品特点:从产品质量和外观考虑，以冷轧板材折弯、冲压成型为主。该工艺在制造技术上向汽车钣金化方向发展，是工程机械驾驶室产品的发展方向。以前合资企业采用此种工艺为多,2006年我们设计院为韩国现代挖掘机驾驶室建设一条电泳及面漆生产线,目前国内工程机械行业大型企业正在掀起一轮建设高潮,例如山东临工及中联重科挖掘机驾驶室电泳线正在建设中,安徽合力叉车驾驶室电泳线也在建设中。

    （2）以装载机为代表的相对低附加值的工程机械类驾驶室

    该类产品特点:从制作成本考虑，以热轧型材和板材为主，相对水平较低。驾驶室骨架采用热轧型材，壁板采用热轧板折弯成型，也有部分厂家采用冷轧板制作部分骨架。这种方式使得驾驶室涂装前处理较为复杂，并且不易处理彻底，产品防腐能力相对较差，外观质量也显得较为粗糙。

    2.工程机械驾驶室涂装工艺与材料

    对于上述两种产品结构，其涂装工艺有着较大差别，以冷轧板冲压成型的驾驶室前处理及电泳基本参照汽车涂装工艺进行，生产工艺成熟，产品质量较为稳定；而采用热轧型材和板材制作的驾驶室，由于工件表面有锈蚀和氧化皮，则工艺相对复杂，生产线设计时需要考虑除锈和刮腻子打磨。

    涂装工艺设计应根据生产纲领、工件表面状况、工件涂装质量要求、厂房现状、动力供应等前提条件进行，首先确定工艺流程和生产节拍，在此基础上进行工艺平面布置、设备选型和提出公用配套设施要求。工艺设计的核心是工艺流程设计和平面布置，它们决定了生产线所能达到的质量性能和经济指标，并影响到生产线投产后的使用。

2.1 工艺设计的合理性

    2.1.1 冷轧板冲压成型的驾驶室的典型涂装前处理工艺流程为

    2.1.1.1 前处理电泳线

    热水洗浸（70～80℃）→热水洗喷（60～70℃）→预脱脂浸（50～60℃）→脱脂浸（50～60℃）→水洗喷（常温）→→水洗浸（常温）→表调浸（常温）→磷化浸（45～55℃）→水洗（常温）→水洗（常温）→纯水洗（常温）→滴水→电泳（28～30℃）→UF1喷（RT）→UF2（RT）→纯水洗（常温）→滴水→电泳烘干（170～190℃）→强冷→下道工序。

    2.1.1.2 腻子线

    刮腻子→腻子烘干或自干→腻子打磨。

    2.1.1.3 面漆线

    上线→擦净→喷面漆1→流平→→喷面漆2→流平→烘干（80～140℃）→冷却→下件。

    2.1.2 热轧板成型驾驶室的典型涂装前处理工艺流程为

    热水洗浸（70～80℃）→热水洗喷（60～70℃）→预脱脂（50～60℃）→脱脂（50～60℃）→水洗（常温）→除锈（常温）→喷淋水洗（常温）→水洗（常温）→中和（常温）→水洗（常温）→表调（常温）→磷化（45～55℃）→水洗（常温）→水洗（常温）→纯水洗（常温）→烘干后喷涂底漆。

    如果仅是驾驶室骨架有锈蚀，而壁板采用冷轧板，可以考虑骨架采用抛丸除锈,或型材单独除锈后拼焊；如果壁板采用热轧板，只能考虑整体化学除锈。在酸洗除锈工艺设计时需注意：①除锈工艺时间的设定，不同锈蚀程度产品除锈时间可调；②控制串液及残酸的带出；③除锈用酸的选择，目前以盐酸＋硫酸的混合酸除锈工艺为主当锈蚀程度一般时也可采用磷酸除锈工艺，总之应根据生产纲领锈蚀程度等条件进行合理选择。

    2.1.3 其他还有几种工艺组合可供选择

    冷轧板冲压成型的驾驶室:前处理+喷涂底面漆；热轧板成型驾驶室:前处理+电泳+喷涂面漆；不同的企业针对不同的产品根据自身的实力和对产品质量的要求来选择合适的工艺.

    2.2 平面布局的合理性

    驾驶室涂装生产线设备主要由前处理设备、电泳设备、底漆烘干设备、面漆喷漆烘干设备、输送系统和电控系统等组成，在平面布置上分为二种。

    被处理工件外型尺寸比较单一并且刮腻子工作量较少的情况下可采用一条主线完成,在大多数情况下驾驶室与覆盖件均需前处理及电泳并且电泳底漆后还需进行刮腻子打磨工作所以分为前处理电泳区、打磨中转区、面漆喷涂区三部分。

    2.3 设备选型

    设备的选型关系到能否完成工艺提出的要求并保证生产的正常运行。驾驶室涂装生产线设备主要由前处理设备、电泳设备、底漆烘干设备、面漆喷漆烘干设备、输送系统和电控系统等组成，在平面布置上以分为前处理电泳区、打磨中转区、面漆喷涂区三部分为例。

设计过程中要充分考虑前处理、喷面漆线上下件的堆场,同时还应给刮腻子打磨留有足够的空间。

    输送系统是涂装生产线的核心，目前前处理电泳段的工件输送以自行葫芦输送机为主，步进式节拍生产；电泳烘干室的输送一般采用地面板链或地拖链方式为主也有采用滑撬方式；面漆涂装线一般悬挂输送机输送，也可采用地面输送方式。腻子打磨一般在封闭的室体内进行,以手推工装小车作为运转工具为主,也有采用地面链形式.在以上的输送系统中前处理电泳自行葫芦输送机由于受环境恶劣和输送的条件状况限制最易出故障。我们院在多个项目实践操作中基本掌握了问题所在,并有效的解决问题。第一应采用进口滑触线,第二每组行走小车应装有特殊的碳刷技术。

    也有工程案例前处理和电泳及喷漆采用连续式生产线,前处理槽采用船形槽方式。该种方式适用于上线工件外形尺寸基本一致,同时能适应在线打磨或不用打磨。槽体容积较节拍式生产生产线明显增大，使得涂料投槽量和运行成本增大，投资和占地也相对较大，在满足生产纲领的前提下，采用节拍式生产方式更符合当前工程机械行业的实际情况。前处理及电泳设备槽体部分相对简单，主要在配套设备方面存在较大差别，不同的配置方式对生产效率、产品质量、运行成本等方面影响较大。

    前处理、电泳段需注意如下几点:

    1）、脱脂和磷化后的第1水洗采用喷淋以改善清洗效果,UF1也有采用喷淋工艺(我院在现代挖掘机驾驶室电泳线上运用效果良好);

    2）、脱脂前增设热水洗,增加脱脂效果并节省处理液用量;

    3）、电泳烘干前滴水时间不少于6分钟;

    对带锈工件的除锈前处理推荐设置单独工位(与电泳线不同线生产),对除锈槽生产时一般采用两側风幕气封,不生产时一般以槽盖的形式进行密封,以免对车间环境和车间内设备产生腐蚀。

    另外目前工程机械驾驶室电泳涂装线上辅助设备基本完善，但在槽液温定性管理及设备维护方面还需进一步提高。

    3.结语

    近年来随着工程机械行业的发展，通过大量涂装生产线的建设和国内从业人员的努力，国内外先进涂装工艺和设备逐步被应用于新建的生产线中，工程机械驾驶室涂装工艺装备水平和涂层质量明显提高。涂装设计中应根据生产纲领,产品特点和市场定位，同时考虑厂房、公用动力、能源供给、环保要求等限制条件,结合人员、材料、成本等因素，合理进行工艺布局和设备设计和选型，在节能环保低碳高效的前提下使生产线符合工程机械行业实际情况。