在工程機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行研究，詳細介紹了一系列工程機械鉆桿與桅桿共線噴粉工藝的相關(guān)設(shè)備，并提供了相應的涂裝優(yōu)化方法，解決了鉆桿與桅桿共線噴粉過程中復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，以往工程機械行業(yè)僅強調(diào)防腐性能，對外觀要求則不太關(guān)注，環(huán)保管控也不嚴，許多廠家選擇在車間或室外進行除銹、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)對工程機械品質(zhì)需求的提高，各機械企業(yè)開始逐漸采用成本更低的粉末涂料，以達到提升涂層綜合性能的目的，并對粉末涂裝的相應生產(chǎn)線進行研究與建設(shè)。
根據(jù)披露，工程機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。工程機械鉆桿與桅桿體積龐大，結(jié)構(gòu)復雜，很容易導致工件受熱不均勻，進而造成涂層質(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)厚板溫度過低導致粉末固化不達標的問題。其次是因鉆桿與桅桿因所處施工環(huán)境不同而導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。
工程機械粉末涂裝工藝設(shè)計
工程機械粉末涂裝對結(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，不需要預固化，可直接進入面粉噴涂，最后一次性烘干固化成膜。
前處理工藝
工程機械不同產(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)后進行脫脂、硅烷處理，以確保工件表面清潔。
以往對于工程機械大結(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行噴粉，導致粉末附著力差。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?？紤]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道工序方式進行規(guī)劃，其中預脫脂、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
工程機械鉆桿與桅桿早期銹蝕都是從工件最薄弱地方開始的，進而最終影響產(chǎn)品的整體性能，近年來，各主機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。考慮到桅桿類部件邊角較多，結(jié)構(gòu)復雜，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行交聯(lián)固化反應，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，才能達到其性能指標要求，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“燃氣觸媒遠紅外+熱風循環(huán)”結(jié)合方式，使得該工位既具有遠紅外輻射功能，又具有熱風循環(huán)加熱功能。采用燃氣觸媒遠紅外，升溫快，粉未快速達到熔融狀態(tài)，降低能耗。而熱風循環(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致的涂層不兼容問題，需要將鉆桿與桅桿進行分線設(shè)計。即鉆桿與桅桿采用不同的噴粉設(shè)備預固化設(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、強冷設(shè)備和輸送設(shè)備幾個方面進行了工藝探討。
總結(jié)：
上海中聯(lián)重科樁工機械有限公司研究人員利用新的技術(shù)與理念，通過機器換人技術(shù)升級，打造自動化生產(chǎn)線，推進制造系統(tǒng)數(shù)字化升級，解決了以下工程機械鉆桿與桅桿共線噴粉工藝問題：
（1）解決了鉆桿與桅桿復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機結(jié)合方式，鉆桿噴粉采用機器人與往復機結(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)，通過采用燃氣觸媒遠紅外，提高烘干效率，縮短烘干室長度，并采用熱風循環(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?shù)追蹏娡亢?，不需要預固化，直接進入面粉噴涂，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道工序進行布局，并在預脫脂/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。主要從事工程機械、農(nóng)業(yè)機械等高新技術(shù)裝備的研發(fā)制造，主導產(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，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、地下連續(xù)開挖設(shè)備、全回轉(zhuǎn)、掘進機等基礎(chǔ)施工系列產(chǎn)品。
