浅谈工程机械薄板件产品涂装工艺方法的选择

奉 华，袁 园，李 钊 （中联重科股份有限公司，湖南长沙 410000）

0 引言

工程机械行业通常定义厚度≤3 mm 的钣金件为薄板件，而对于外观质量要求较高的驾驶室、操作室、覆盖件等都属于薄板件范畴。近几年，随着国家经济水平的不断提高，工程机械行业也取得了长足发展，对产品外观质量提出了更高的要求，加上国家环保政策及双碳要求，国内各大工程机械制造公司纷纷投资新的涂装生产线，以期在提高产品外观质量的同时满足相关政策法规的要求。

从工程机械各生产主机厂的现状来看，薄板件大多采用外协厂生产，直接提供成品给主机厂。作为主机厂家来讲，往往只能控制成品交付时的质量结果，而无法做到对过程质量的控制，加上一些主机厂质量验收体系不成熟，很大程度上需要依赖质检人员的主观判断，会造成产品在交付时虽然一些质量参数达到了要求，但是一些长周期的参数，如附着力，得不到有效保证。在主机出售并工作一段时间后会出现掉漆现象，发生金属底材生锈的情况，从而影响主机产品的品牌及市场竞争力，在竞争日趋激烈的市场环境中，给公司带来不可估量的影响。

通过对目前头部工程机械主机外协厂涂装工艺现状的调研发现，对驾驶室、操作室、覆盖件等薄板件产品，各厂家对应的涂装工艺方法各有不同，有些可以被直接借鉴到新产线中，有些工艺方法则需要淘汰。

1 薄板件产品目前的涂装工艺现状

下面根据笔者经验，对外观要求比较高、通常可以定义为A 面的覆盖件、驾驶室和操作室产品的涂装工艺方法进行探讨。

1.1 汽车起重机驾驶室

汽车起重机驾驶室较多采用金属漆，且会覆盖清漆，所以在工艺方法上相对来说较为复杂。目前较多采用3C3B（中涂+中涂烘干+色漆+色漆烘干+清漆+清漆烘干）和3C2B（中涂+色漆+色漆烘干+清漆+清漆烘干）2 种喷涂工艺，具体工艺流程如图1所示（以某汽车起重机驾驶室生产企业为例）。

图1 汽车起重机驾驶室涂装工艺流程（老工厂）Figure 1 Coating process flow of truck crane cab（old workshop）

在此，前处理电泳工序采用自行葫芦输送设备，全浸没式生产工艺；打胶密封、打磨等工序采用离线操作，没有生产线；喷漆线采用独立喷漆室和油漆烘干室，生产转运主要依靠人工小推车，采用人工喷涂。由于喷漆室和油漆烘干室是独立设置，所以可以根据主机要求（一般会给不同主机公司供货），提供不同的喷涂工序，但喷涂质量得不到保证。

1.2 汽车起重机操作室

汽车起重机操作室目前市场上的大部分产品还是以素色漆不带清漆为主，在施工工序上比汽车起重机驾驶室少，同时一些工序又和汽车起重机相同，所以为了降低成本，厂家基本都会采用和汽车起重机共线生产，只是工艺流程有些区别。

1.3 挖掘机驾驶室

挖掘机驾驶室在油漆体系上和汽车起重机操作室相同，较多采用素色漆，在工艺流程上也基本上与汽车起重机相同。

1.4 覆盖件

覆盖件在工程机械中涉及产品较多，比如挖掘机、高空作业平台、装载机等，因为覆盖件本身结构的特殊性，目前较多采用喷粉工艺，尤其是近些年新建的生产线，都会优先考虑喷粉工艺。

通过上面对汽车起重机驾驶室、汽车起重机操作室、挖掘机驾驶室、覆盖件现行工艺的调研不难看出，工程机械薄板件产品由于本身产品种类多、涂装要求不一，各产品在生产过程中涂装工艺方法也不尽相同。而且目前较多主机厂的薄板件都是外协件，由于各地环保要求不一，也会导致相同产品在不同外协厂生产时工艺方法存在差异。

2 新建薄板件产品生产线涂装工艺方法选择

薄板件外协存在诸多不可控的问题，尤其是主机厂一直强调过程质量控制，在薄板件上更是捉襟见肘，极大地影响了主机产品的外观质量，降低了产品竞争力。所以越来越多的主机厂，倾向于将薄板件中和产品外观质量直接相关的驾驶室、操作室及覆盖件等实现自制，而实现自制的第一步便是对不同种类的薄板件产品的涂装工艺进行选择：既要满足产品的外观质量要求，又要符合相关法律法规和公司利益。基于这两点，新建生产线在涂装工艺方法选择时要结合工艺及材料的发展考虑，注意以下几个关键点：（1）前处理工艺中硅烷/锆化/陶化替代传统的磷化是大势所趋，而且在很多地区磷化在环评审批时已被淘汰，工艺选择时应避免；（2）随着粉末涂料的发展，尤其是粉末烘烤问题的解决、低温粉末涂料的出现，加上其本身具备的高回收率、低VOCs（挥发性有机化合物）、易施工、低投资等特性，近些年，粉末涂料在工程机械新建生产线中得到了较为广泛的应用，所以在工艺方法选择上应优先考虑粉末喷涂实施的可行性；（3）水性涂料替代溶剂型涂料在汽车行业中已经推行了多年，工程机械现行工艺也在不断进行“油改水”的设备技改，由此，虽然汽车、商用车及工程机械属于不同行业，但是从涂装角度来讲，汽车和商用车的先进做法可以被应用到工程机械中。

2.1 汽车起重机驾驶室

汽车起重机驾驶室的结构和涂层体系与商用车驾驶室类似，所以在新生产线规划时对工艺方法的选择，可以借鉴汽车和商用车驾驶室的最新工艺。目前来说，较多采用先进的B1B2 喷涂工艺，如图2 所示。相对传统的3C2B 工艺，减少了喷漆线的长度、降低了后期设备的运行费用。

图2 B1B2 涂装工艺流程Figure 2 Coating process flow of B1B2

2.2 汽车起重机操作室

汽车起重机操作室的涂层较多采用素色漆，无清漆、存在大量套色，根据目前涂料的发展，采用水性涂料喷涂和喷粉工艺都是较好的选择。汽车起重机操作室虽然结构和涂层体系上和汽车起重机驾驶室有较大区别，但是其工艺可以被完全包含在汽车起重机工艺流程中，所以可以考虑两者共线生产，这样汽车起重机操作室就可以选用水性涂料涂闭工艺，如图3a 所示。如果单独考虑汽车起重机操作室，采用喷粉工艺也是一个不错的选择，工艺流程如3b 所示。

图3 汽车起重机操作室涂装工艺流程Figure 3 Coating process flow of truck crane operating cab

2.3 挖掘机驾驶室

挖掘机产品和汽车起重机操作室虽然结构上有所区别，但是在涂装工艺方法上具有通用性。不同之处在于，挖掘机主机近些年有较多厂家纷纷投入自动化、信息化、智能化新产线，逐渐取消了套色工艺或者改用贴花，以减少喷涂施工的复杂程度和成本，但这并不影响涂装工艺实施的可行性，所以在工艺方法上仍可以参考汽车起重机操作室。

2.4 覆盖件

覆盖件在工程机械中被大量使用，具备外形尺寸多样、形状不一、质量轻等特点，同时覆盖件多以异型面为主，内侧有加强支撑，支撑主要依靠焊接，所以在工艺选择时应增加电泳工艺。覆盖件虽然种类较多，但是相对驾驶室和操作室来说结构上比较简单，以内外侧两个面为主，加上覆盖件要做到利润可控，考虑环保等因素，覆盖件优先考虑选用喷粉工艺，其工艺流程如图4所示。

图4 覆盖件涂装工艺流程Figure 4 Coating process flow of cover products

3 结语

从涂装方式发展情况来看，目前水性涂料喷涂和粉末喷涂2 种涂装方式在工程机械产品中使用较多，两种方式各有特点和其适用的产品。工程机械薄板件类产品种类多，产品质量要求和工艺体系不统一，在工艺方法选择时，应根据产品的不同选择不同的工艺方法。有些产品和商用车驾驶室的要求、产品结构相似，比如汽车起重机驾驶室，可以参考商用车驾驶室最先进的涂装工艺。由于其低投资、低运行费用、环境友好等特点，加上一些工程机械产品对表面涂装质量的要求相比汽车和商用车驾驶室要低，使得粉末喷涂近些年在工程机械领域被大量使用，在新建产线时，粉末喷涂工艺也是一个不错的选择。