在工程機(jī)械市場競爭日益激烈的形勢下，為降低生產(chǎn)成本，提高盈利空間，許多企業(yè)開始探索和實踐粉末涂裝工藝。粉末涂料具有環(huán)保、生產(chǎn)效率高、涂裝成本低、涂層性能優(yōu)異等優(yōu)點。
上海中聯(lián)重科樁工機(jī)械有限公司研究人員通過對鉆桿與桅桿結(jié)構(gòu)特征、涂裝工藝及核心裝備等方面進(jìn)行研究，詳細(xì)介紹了一系列工程機(jī)械鉆桿與桅桿共線噴粉工藝的相關(guān)設(shè)備，并提供了相應(yīng)的涂裝優(yōu)化方法，解決了鉆桿與桅桿共線噴粉過程中復(fù)雜表面噴粉及噴粉后的固化和不同體系粉末涂裝不兼容等問題。
據(jù)介紹，以往工程機(jī)械行業(yè)僅強(qiáng)調(diào)防腐性能，對外觀要求則不太關(guān)注，環(huán)保管控也不嚴(yán)，許多廠家選擇在車間或室外進(jìn)行除銹、涂裝作業(yè)。但這些操作，存在很多缺陷，且僅能實現(xiàn)簡單的防腐性能，很難達(dá)到高質(zhì)量涂層性能要求。隨著企業(yè)環(huán)保壓力的增大及行業(yè)對工程機(jī)械品質(zhì)需求的提高，各機(jī)械企業(yè)開始逐漸采用成本更低的粉末涂料，以達(dá)到提升涂層綜合性能的目的，并對粉末涂裝的相應(yīng)生產(chǎn)線進(jìn)行研究與建設(shè)。
根據(jù)披露，工程機(jī)械鉆桿與桅桿共線粉末涂裝，屬于多車型混線生產(chǎn)，各工件的定位點需盡量保持一致。雖然鉆桿與桅桿外形尺寸差異不大，可通過改變吊具和小車的定位點來實現(xiàn)工件定位，但由于鉆桿與桅桿所處施工環(huán)境不同，對防腐性能的要求差異很大，因此兩者共線粉末涂裝的工藝方案的設(shè)計難度很大。
鉆桿與桅桿共線噴粉工藝難點
鉆桿與桅桿涂層質(zhì)量要求
工程機(jī)械鉆桿與桅桿因所處施工環(huán)境不同，對防腐性能的要求差異較大，兩者需根據(jù)實際需要來匹配不同的涂層體系。
從鉆桿與桅桿粉末涂層性能指標(biāo)參數(shù)可以看出，桅桿對裝飾性能及防腐性能的要求均較高，而鉆桿對裝飾性的要求不高，但防腐性能的要求較高。
鉆桿與桅桿共線噴粉難點
首先是不同鉆桿與桅桿噴粉后的固化難題。工程機(jī)械鉆桿與桅桿體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很容易導(dǎo)致工件受熱不均勻，進(jìn)而造成涂層質(zhì)量問題。桅桿類結(jié)構(gòu)件既有厚板件，又有薄板件，更有復(fù)雜腔體結(jié)構(gòu)，在粉末固化過程中，容易出現(xiàn)外側(cè)薄板過度烘烤以致涂層變色，而內(nèi)側(cè)厚板溫度過低導(dǎo)致粉末固化不達(dá)標(biāo)的問題。其次是因鉆桿與桅桿因所處施工環(huán)境不同而導(dǎo)致的共線噴粉過程中，不同涂層體系粉末涂裝時不兼容的問題。
工程機(jī)械粉末涂裝工藝設(shè)計
工程機(jī)械粉末涂裝對結(jié)構(gòu)件的大面積涂裝和邊角孔縫等局部涂裝的狀態(tài)會有較大影響。為解決邊角覆蓋問題，采用兩涂一烤“干碰干”工藝。底粉和面粉選取同種顏色、同種類型粉末，但所匹配的具體性能不同。底粉側(cè)重于邊角覆蓋，面粉保證流平性和裝飾性，兩者搭配，可達(dá)到高等級耐候性和耐腐蝕性能。雖說兩次噴涂的粉未功能完全不同，但考慮到是同一類型粉末，故底粉噴涂后，不需要預(yù)固化，可直接進(jìn)入面粉噴涂，最后一次性烘干固化成膜。
前處理工藝
工程機(jī)械不同產(chǎn)品、不同批量及不同板厚的工件所采用的前處理及涂裝工藝是不同的，要結(jié)合被涂工件的具體情況進(jìn)行選擇和設(shè)計?？紤]到粉末涂裝對工件表面要求比較高，不能有油污及粉塵，否則會影響涂層附著力，對于鉆桿與桅桿的前處理方案，此設(shè)計采用拋丸去除表面氧化皮、焊渣及雜質(zhì)后進(jìn)行脫脂、硅烷處理，以確保工件表面清潔。
以往對于工程機(jī)械大結(jié)構(gòu)件噴粉由于缺少合理的前處理工藝，通常采用手工打磨除銹后直接在工件表面進(jìn)行噴粉，導(dǎo)致粉末附著力差。由于桅桿部件外觀質(zhì)量要求較高，需具備良好的耐鹽霧和耐候性，故在拋丸后增加脫脂、硅烷處理工藝，以保證工件表面潔凈度。考慮到粉末靜電噴涂的特殊性，前處理后的表面清潔度是決定涂層質(zhì)量的關(guān)鍵特性，故設(shè)置兩道純水洗工藝，即采用2個工位7道工序方式進(jìn)行規(guī)劃，其中預(yù)脫脂、脫脂、水洗1和純水洗1以及硅烷純水洗2和純水洗3分別共用噴淋系統(tǒng)，循環(huán)噴淋量需滿足噴淋質(zhì)量要求。
粉末噴涂工藝
工程機(jī)械鉆桿與桅桿早期銹蝕都是從工件最薄弱地方開始的，進(jìn)而最終影響產(chǎn)品的整體性能，近年來，各主機(jī)廠不僅對工件整體涂層性能有較高要求，而且對工件的邊角、孔縫、內(nèi)腔等局部位置也提出了較高防腐要求?？紤]到桅桿類部件邊角較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很容易出現(xiàn)涂裝不到位情況，故采用底粉+面粉兩涂一烤工藝，以達(dá)到高等級耐候性和耐腐蝕性能，并同時具備良好的邊角覆蓋性能和耐烘烤性能。而對于鉆桿類部件，因其結(jié)構(gòu)比較簡單，可把低溫固化粉末和一涂一烤工藝結(jié)合起來，可明顯縮短粉末在厚重基材上的固化時間，進(jìn)而降低成本，減少能源消耗。
粉末固化工藝
粉末涂料需要通過較高的溫度進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)，以獲得最佳涂層固化效果，不同類型的粉末涂料固化時間和保溫時間也有差異，在固化工藝設(shè)計時需設(shè)計不同溫度區(qū)，使涂層流平達(dá)到最佳，外觀及性能優(yōu)良。桅桿類部件所采用的粉末為常規(guī)粉末，烘干溫度一般在180~220℃之間，才能達(dá)到其性能指標(biāo)要求，否則將極大降低粉未涂層的耐候性及綜合性能，而鉆桿采用的是低溫粉末，固化溫度在140℃或更低。為確保鉆桿與桅桿固化效果，建議選采用“燃?xì)庥|媒遠(yuǎn)紅外+熱風(fēng)循環(huán)”結(jié)合方式，使得該工位既具有遠(yuǎn)紅外輻射功能，又具有熱風(fēng)循環(huán)加熱功能。采用燃?xì)庥|媒遠(yuǎn)紅外，升溫快，粉未快速達(dá)到熔融狀態(tài)，降低能耗。而熱風(fēng)循環(huán)將整個室體溫度循環(huán)起來，確保工件各個表面受熱均勻。
涂裝車間核心裝備實踐探索
為解決鉆桿與桅桿因不同體系粉末涂料搭配竄粉而導(dǎo)致的涂層不兼容問題，需要將鉆桿與桅桿進(jìn)行分線設(shè)計。即鉆桿與桅桿采用不同的噴粉設(shè)備預(yù)固化設(shè)備。而為降低整個產(chǎn)線投入成本，可將涂裝線的拋丸段、前處理段作為鉆桿桅桿共線使用，分供鉆桿噴粉線與桅桿噴粉線，并由整個輸送系統(tǒng)將各個單元串聯(lián)運行起來，組織與協(xié)調(diào)整個產(chǎn)線運行。這一塊，上海中聯(lián)重科樁工機(jī)械有限公司從拋丸處理系統(tǒng)、前處理設(shè)備、粉末噴涂設(shè)備、粉末固化設(shè)備、強(qiáng)冷設(shè)備和輸送設(shè)備幾個方面進(jìn)行了工藝探討。
總結(jié)：
上海中聯(lián)重科樁工機(jī)械有限公司研究人員利用新的技術(shù)與理念，通過機(jī)器換人技術(shù)升級，打造自動化生產(chǎn)線，推進(jìn)制造系統(tǒng)數(shù)字化升級，解決了以下工程機(jī)械鉆桿與桅桿共線噴粉工藝問題：
（1）解決了鉆桿與桅桿復(fù)雜表面噴粉及噴粉后的固化問題，桅桿部件噴粉采用人工與往復(fù)機(jī)結(jié)合方式，鉆桿噴粉采用機(jī)器人與往復(fù)機(jī)結(jié)合方式，既提高了產(chǎn)線自動化率，又要降低投資，還提高了涂層質(zhì)量。而固化方案采觸媒紅外輻射加熱+熱風(fēng)循環(huán)對流加熱方式相結(jié)合，并設(shè)置在一個室體內(nèi)，通過采用燃?xì)庥|媒遠(yuǎn)紅外，提高烘干效率，縮短烘干室長度，并采用熱風(fēng)循環(huán)加熱方式保證不同工件加熱均勻，保證涂層固化質(zhì)量。
（2）解決了鉆桿與桅桿不同涂層體系粉末噴粉不兼容問題，桅桿采用兩涂一烤(2C1B)干碰干工藝，當(dāng)?shù)追蹏娡亢?，不需要預(yù)固化，直接進(jìn)入面粉噴涂，最后一次性烘干固化成膜。而鉆桿采用底面合一粉，一涂一烤(1C1B)工藝。既保證了桅桿高性能涂層質(zhì)量要求，又實現(xiàn)了鉆桿基本防腐要求，同時避免了兩種不同類型粉末相互竄粉，不兼容難題。
（3）解決了效率問題，在涂裝產(chǎn)線上料區(qū)域通過掃碼設(shè)備自動識別工件表面特征，可根據(jù)工件不同種類的產(chǎn)品設(shè)置不同的拋丸程序，不同程序設(shè)置不同的拋頭轉(zhuǎn)速和電流，減少空拋。
（4）解決了大件涂裝用地面積大難題，在前處理設(shè)備規(guī)劃時，采用2個工位7道工序進(jìn)行布局，并在預(yù)脫脂/脫脂、水洗/純水洗1、硅烷、純水洗2/3工位分別采用四合一/三合一噴淋自動切換系統(tǒng)，通過不銹鋼自動閥進(jìn)行切換，來實現(xiàn)多道工序共用噴淋系統(tǒng)，降低了不同系統(tǒng)之間切換過程中竄液風(fēng)險，減少了用地面積，改善了粉末與底材結(jié)合力。
上海中聯(lián)重科樁工機(jī)械有限公司
一、中聯(lián)重科簡介
中聯(lián)重科創(chuàng)立于1992年，業(yè)內(nèi)首家A+H股上市公司。主要從事工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等高新技術(shù)裝備的研發(fā)制造，主導(dǎo)產(chǎn)品涵蓋11大類別、70個產(chǎn)品系列、近600個品種。注冊資本86.67億元，總資產(chǎn)1315億元，位居全球工程機(jī)械企業(yè)第5位。
二、樁工事業(yè)部介紹
上海中聯(lián)重科樁工機(jī)械有限公司成立于2005年，屬中聯(lián)重科的全資子公司，是中聯(lián)重科旗下最具發(fā)展?jié)摿Φ闹鳈C(jī)事業(yè)部之一。專注從事基礎(chǔ)施工工藝工法，基礎(chǔ)施工整體解決方案，是地下施工成套設(shè)備制造和服務(wù)的提供商。以現(xiàn)代化、國際化、產(chǎn)業(yè)化為發(fā)展目標(biāo)，建設(shè)集研發(fā)、制造、營銷、服務(wù)為一體的大型裝備制造業(yè)公司，主要經(jīng)營旋挖鉆機(jī)、地下連續(xù)開挖設(shè)備、全回轉(zhuǎn)、掘進(jìn)機(jī)等基礎(chǔ)施工系列產(chǎn)品。
