淺談工程機械涂層的失效問題與改進

摘 要：工程機械因為工況和使用上的特殊性，與一般的車輛在零部件的涂裝防銹有較大的區別，在賣到客戶之前或三包期內，其零部件板材在涂裝上如果出現問題，將會導致一些不良后果。文章將針對工程機械涂裝主要出現的問題進行探討和研究，從而得出工程機械涂層失效問題的解決方案和實施效果。

關鍵詞：工程機械；涂裝；涂層；失效；改進

中圖分類號：TG139 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）8-0090-03

1 工程機械涂裝主要問題及影響

1.1 主要問題

以裝載機為例，其在涂裝上主要出現的問題為：①漆膜發白、變色嚴重；②板邊銹蝕、焊縫銹蝕；③漆膜脫落擴散銹蝕。

1.2 一般會造成的影響

①影響客戶的購買欲望；②板材生銹導致了大面積的返工返修現象，不僅造成了大量人力物力的浪費，且經常遭到國內外客戶的投訴；③銹蝕嚴重時，會影響零部件的使用壽命，直至影響整機使用壽命。

2 原因分析

2.1 漆膜發白、變色的原因

涂料本身耐候性不穩定；調漆過程中固化劑添加比例不正確，造成固化反應不完全；調漆過程攪拌不充分，造成漆與固化劑未充分調和；漆膜未充分干實前被被淋或遇冷濕空氣影響，從而引起漆膜發白變色。

2.2 板邊銹蝕、焊縫銹蝕的原因

板邊存在毛刺未完全打磨，板邊過于鋒利，焊縫比較光滑，兩種表面在噴涂時都難以上漆，造成漆膜厚度不足，板邊易產生銹蝕。

2.3 漆膜脫落擴散銹蝕的原因

涂前處理質量不符合，底漆附著力差、防腐性能不足。

3 改進方案

3.1 漆膜發白、變色的改進方案

3.1.1 涂料品質控制

嚴格控制涂料進廠前的質量，確保涂料符合相關的質量標準要求。

3.1.2 涂裝工藝的控制

調漆工藝的完善，確保按比例添加固化劑；烘干工藝的完善，確保漆膜實干。

3.1.3 特殊天氣涂裝過程控制（梅雨回潮天氣涂裝質量控

制）

①編制梅雨回潮天氣涂裝工藝；②識別梅雨回潮天氣并監測天氣條件；③對梅雨回潮天氣，涂裝前需對工件進行烘干，除去表面的積水，并確保工件仍有余溫前（高于環境溫度2～3 ℃）進行噴涂。

3.1.4 整機涂裝工藝的改進

整機無論在任何氣候條件下必須加熱烘干，烘干后降溫讓漆膜干實后再下線。

3.2 板邊銹蝕、焊縫銹蝕的改進方案

3.2.1 涂裝前工件修磨質量控制

制定可視化修磨工藝，對鋒利毛邊進行修磨，增大表面積，易于上漆。

3.2.2 噴涂工藝的調整

制定噴涂工藝，采取先噴涂板邊或焊縫，再噴涂其他部位的方法，重點對這些薄弱環節進行噴涂，確保其漆膜厚度達到相應的要求。

3.3 漆膜脫落、擴散銹蝕的改進方案

3.3.1 對板材涂裝前處理的控制

重點保證板材表面質量達到涂裝要求，主要是其板材表面除銹質量水平達到Sa2.5（拋丸除銹的質量分為Sa1、Sa2、Sa2.5和Sa3四個等級，要想獲得良好的涂層附著力，必須達到Sa2.5以上）級，要求無銹、油、無水、無其它雜質。

3.3.2 對底漆漆膜的控制

修訂工藝，根據漆膜總厚度要求，調整底漆厚度和面漆厚度的比例（這里的“底漆厚度”含底漆后附加的膩子厚度，建議盡量不刮膩子），確保防銹作用的底漆漆膜厚度達到要求，對焊縫和板邊邊緣重點噴涂，培訓員工根據不同情況噴涂底漆的操作要領，增強漆膜的防腐能力。

4 改進方案實施

4.1 漆膜發白、變色的方案實施

4.1.1 涂料品質控制

裝載機產品的涂裝原料的質量水平和符合狀態對零部件使用壽命和效果影響較大。涂料需要對一些性能參數進行檢測和監控，以證明其能達到質量要求。一般用涂料耐鹽霧試驗水平、耐候時間、色差等參數表示。我們可以用試樣樣板自然暴曬法和紫外線加速老化法來檢測。

實際生產中，部分廠商生產的原材料存在一定的問題，從根源上影響了板材涂裝的最終效果，不能完全依賴涂裝原材料廠商的“檢驗合格”就不進行定期檢測驗證，需要持續嚴格的監控，保證原料質量符合。

4.1.2 調漆工藝的完善，確保按比例添加固化劑

①制定《調漆可視化工藝卡片》，規范調漆操作，特別是針對不同調漆環境溫度、濕度，不同的氣候條件下選擇適用的固化劑等配料；②要求工人嚴格按比例添加固化劑；③采用氣動攪拌器進行攪拌，避免手動攪拌的不足。

4.1.3 梅雨回潮天氣涂裝質量控制

編制梅雨回潮天氣涂裝工藝并實施，識別梅雨回潮天氣并監測天氣條件。

4.1.4 整機漆膜的烘干

采用整機漆膜強制烘干（任何氣候條件下），整機出烘房后用風扇吹風加快降溫，讓漆膜實干。設定不同氣候和室溫環境下烘干要求溫度并進行監控，再實際生產中保證烘干溫度；定期檢測面漆的耐候性，人工加速老化試驗達到1 200 h（相當于整機工作兩年內耐候），烘烤過程控制如圖1所示。

4.2 板邊銹蝕、焊縫銹蝕的改進方案實施

4.2.1 制定可視化修磨工藝，對鋒利毛邊進行修磨

確定標準，實施修磨消除板材邊線上的鋒利毛邊，提高板材邊線的漆膜厚度，增強板材邊線的防銹能力，如圖2所示。

4.2.2 定期檢測和輸出報告

定期檢測和試驗膜厚對底漆防銹壽命的影響，并輸出合格試驗報告。

4.2.3 修訂工藝

根據漆膜總厚度，調整增加底漆的厚度（如圖3所示），對焊縫和邊緣重點噴涂，培訓員工相關操作，增強漆膜的防銹能力。提升結構件底漆厚度，由原來的30～40μm提高到50～70μm，漆膜防腐性能較好。定期檢測和監控底漆厚度，保證符合要求。

4.3 漆膜脫落、擴散銹蝕改進方案實施

①結構件漆前處理：結構件生產過程有下料、拼搭焊接、機加等工序，經過這些工序工件表面會存在飛邊毛刺、板邊利邊、焊渣、油酯及板材本身的氧化皮等。前處理就須有針對性。

清渣，人工去除工件表面的飛邊毛刺、焊渣及附著物；打磨，主要對板邊利邊磨圓和焊縫表面磨圓；脫酯，去除工件表面的油污；拋丸，機械除銹，使工件表面露出金屬本色。這里非常強調丸粒的規格及拋丸結果，采用0.8～1.0 mm規格的丸粒，得到非常理想粗糙度。拋丸除銹的質量分為Sa1、Sa2、Sa2.5和Sa3四個等級，要想獲得良好的涂層附著力，必須達到Sa2.5以上。如下圖4所示，（a）圖為改進前拋丸效果，是生銹的：（b）圖是把工件表面拋成材料本色。

②裝載機大結構件底漆選擇。因其板材較厚及外形尺寸大等特點，選擇聚氨酯炳烯酸雙組份溶劑底漆噴涂，在前處理符合涂裝要求的基礎上，重點對其板邊及焊縫等薄弱部位進行重點噴涂，保證其底漆附著力和質量。實際生產中，在制定涂裝工藝時規定操作者先對板邊及焊縫先噴一道漆，然后對整個部件全面噴涂，流轉到下工位已表干再噴涂第二道底漆，經過這樣改進，能提高薄弱部位防銹能力。另外，提高大結構件的底漆厚度，由過去30 μm左右提升到50 μm以上，經試驗底漆能通過400 h鹽霧試驗。

5 措施完成效果及無形收益

5.1 改進技術指標跟蹤檢測，符合改進方案要求

如圖5所示。

5.2 自然老化試驗結果及分析，符合改進方案要求

結果分析：隨著自然老化試驗時間的增加（12個月），面漆試板顏色符合“無變色”等級（△E≤1.5）。

5.3 通過項目形成標準性文件

①《可視化板邊修磨工藝》；②《可視化烘干工藝》；③《可視化梅雨回潮天氣涂裝工藝》；④《可視化涂裝順序工藝》；⑤《可視化調漆工藝》等。

5.4 無形收益

①通過對裝載機產品外觀件生產和涂裝等過程的系統梳理，明確和完善了科學進行涂裝的流程、方法和控制手段；②提升了外觀件供方的涂裝管理水平、員工涂裝技能水平，進而提升了零部件的外觀質量；③通過對不同零部件問題針對性的優化改進，提升了整機整體的外觀質量、提高了客戶的滿意度。

6 結 語

綜上所述，經過對工程機械涂層失效進行科學分析研究，找出主要問題的解決方案，并將方案予以實施得出良好的效果。因此，本文的研究內容，對提升工程機械涂裝質量有很好的指導效果。

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