[科普中国]-涂装机械

涂装指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层，而涂装机械就是建立在涂装的基础上而迅速发展的行业。

简介随着工业技术的发展，涂装已由手工向工业自动化方向发展，而且自动化的程度越来越高，所以涂装生产线的应用也越来越广泛，并深入到国民经济的多个领域。

工程机械涂装的功能工程机械是一类用于工程建设的机器设备，一般都是室外施工、室外存放，故工况恶劣，面临着风吹日晒、粉尘污染及雨水冲刷等。因此，工程机械需要涂装防护。随着人们审美意识的提高，装饰作用也成为工程机械涂装重点关注的部分。近年来，标识也成工程机械涂装的重要功能。

1 防护功能

工程机械的结构及零部件生产工艺复杂，生产周期长，在周转过程中如果不进行任何表面处理会发生锈蚀，尤其在夏季湿热的环境中，锈蚀的速度更快。因此，在工程机械制造过程中，大量的结构件、铸造件需要进行涂装，以防在生产过程中发生锈蚀。有的企业甚至对采购来的钢板直接进行抛丸，并喷涂可焊底漆。

工程机械 90%以上的零部件都是钢结构件，在设备使用、存放期间都有可能发生锈蚀，从而影响到设备的使用寿命。因此，工程机械零部件及整机都要进行涂装处理，使表面涂覆一定厚度的漆膜，以便隔离大气中的氧、水分、尘污等腐蚀性物质，使其在一定期限内免受腐蚀，保证设备的使用寿命。防锈保护是工程机械涂装的基本功能，提高工程机械涂层的防锈保护能力一直是工程机械涂装研究的重点。

2 装饰功能

虽然是在恶劣工况中施工的设备，但用户也希望工程机械具有美好的外观。因此，工程机械涂装还具有装饰作用，通过整体的外观设计和涂装施工，使整机表面具有一定色彩、光泽和整体外观效果，吸引用户。当然，工程机械机器庞大，结构复杂，难以实现所有的表面都具有很高的外观质量。为此，工程机械行业提出了覆盖件的概念，即覆盖在机器设备外部的零部件，包括油箱、驾驶室、发动机罩、盖板等，并在这些覆盖件上重点突出涂装的装饰性，要求表面漆膜光滑、均匀、饱满、光泽高、无弊病，并具有一定的耐候性，在一定时期内其失光、退色在规定的范围内。2000 年以来，工程机械行业对产品外观质量越来越重视，每两年一次的北京工程机械展还专门举行外观评比活动，工程机械涂装的装饰功能越加突出，用户及制造商都更加重视产品涂装的整体视觉效果。

3 标识功能

工程机械涂装信息传递作用有以下 4 个方面，包括安全信息、使用维护和企业品牌信息。

(1) 某些工程机械设备在施工过程中存在一些危险点，故喷涂黄黑相间的警戒色来传递安全信息，提醒周围人员不要靠近，注意安全。

(2) 在设备使用过程中需要维护，比如加注润滑油。为便于设备维护人员能快速找到注油点，特在注油部位涂上颜色与周围有明显区别的涂层。

(3) 对于一些大型的工程机械设备，企业直接在大型的零部件表面喷涂企业logo，起到宣传作用。

(4) 工程机械企业都将自己的所有产品按同样的主色调和风格进行涂装，起到企业的标识作用，让人即使看不到产品上的logo，也知道产品是哪家企业的，如三一的“中国红”、卡特的“卡特黄”及中联的白色主色调等。

工程机械“傻、大、笨、粗”的外观已经成为历史，企业在外观质量上下大功夫，一些科研院校还就工程机械造型设计、外观设计、涂装设计等进行了研究，推动着工程机械涂装外观的发展。工程机械涂装的 3 种主要功能在工程机械不同发展时期所受到的关注度不同。在20 世纪90 年代以前，以防锈保护功能为主。2000 年以后，大家开始关注工程机械的外观，涂装在满足防锈保护功能的同时，逐渐将装饰功能放到了重要的位置。随着工程机械的发展，企业逐步加大了品牌建设和企业文化宣传，涂装的标识功能除了过去的使用维护标识和安全警示外，更多地传递了企业的品牌和文化信息。1

我国涂装生产线概况我国的发展经历了由手工到生产线、到自动生产线的发展过程。我国的涂装工艺可以简单归纳为；前处理→喷涂→干燥或固化→三废处理。我国的涂装工业真正起源于50年代苏联技术的引进之后。一些援建的项目中开始建立了涂装生产线，但这些生产线一般是钢板焊的槽子加钢结构的喷（涂）漆室和干燥室（炉）组合的，由电葫芦手工吊挂工件（少数用悬挂输送机）运行。当时的酸洗槽一般均为钢板衬铅，随着时代的发展，出现了衬玻璃钢或全部采用玻璃钢的槽子。从60年代开始，由于轻工业的发展，首先在自行车制造行业出现了机械化生产的流水线和自动化生产的流水线，以及在原有槽子流水线生产的基础上加上程序控制的小车形成的程控流水线，这些主要是在上海和天津地区。这期间我国涂装工业的主要任务还是以防腐为主。但随着我国经济的发展，以及国外涂装技术的发展，通过技术引进和与国外技术的交流，我国涂装技术开始飞速的发展，在涂装自动化生产方面，静电喷涂和电泳涂漆技术的推广应用、粉末喷涂技术的研制及推广，特别是我国家电行业、日用五金、钢制家具，铝材构件、电器产品、汽车工业等领域的蓬勃发展，使涂装事业有了明显的进步，在涂装生产线中还出现了智能化的喷涂机器人。2

1.1前处理工艺发展概况

作为前处理技术来说，最初前处理的传统方式为槽浸式，按工艺流程逐槽浸渍。随着工艺的改进和发展，出现了二合一（即除油、除锈）和三合一（即除油、除锈、钝化）工艺。目前，国外及国内的家电行业多采用喷淋式前处理，其特点是生产效率高，操作简便，易于实现生产自动化或半自动化，脱脂效果好，磷化膜致密均匀。但是不管怎么发展，表面处理的前处理工艺都是必须的，针对不同的涂层要求及对抗腐蚀的要求，除油、除锈、磷化等处理方法要视工件原材料的状况来选择。当然，在前处理工艺中，喷砂、抛丸或打磨工艺也在不同行业的不同部门按需要选择应用。时代的发展，表面处理工艺在发展，就水洗来说最初一般使用自来水，但是随着工艺要求及发展，现在水洗已采用蒸馏水或纯净水；前处理也有采用超声波的处理工艺。

1.2喷涂工艺发展概况

从80年代开始，我国开始引进一些喷涂器械或单台设备，国外一些喷漆漆雾处理装置也通过引进开始消化吸收研制，如旋杯喷漆、水帘喷漆、水旋除漆等一系列喷涂及漆雾处理的方法，使喷漆技术前进了一步，特别是80年代电泳涂漆的漆液处理技术。60年代中期刚开始搞电泳涂漆时，漆液处理采用尼龙纱巾，温度控制采用加冰袋降温。随着时代的推进，80年代至90年代，电泳槽液的处理已有超滤等一系列装置。近年来使用的UF（超滤）/RO（反渗透）系统将是今后新建阴极电泳涂装线不可缺少的设备；对于温度的控制不仅采用冷却器，有的还专门设置了冷水机组用于生产线的循环冷却。

1.3固化工艺的发展概况

作为干燥固化工艺来说，一般有热风循环式和辐射加热式。在五六十年代主要用蒸汽或电加热器作热源来干燥固化，从60年代开始出现红外线干燥，70年代出现远红外干燥和微波干燥，1994年出现了高红外快速加热技术。随着对干燥温度的控制要求和温度控制均匀性的要求，出现了在炉内进行热风循环，80年代后期出现了燃油（气）热风循环的干燥炉（固化炉），而且燃油（气）热风干燥（固化）的应用渐趋广泛；一般来说，目前国内采用电加热热风干燥炉较多，但用电作为烘烤热源往往不是一种经济的方法，特别是增容费的负担，使建设投资增大；但电加热的设计与运行管理较简便，操作比较方便，所以在较小的干燥炉中应用仍然较多。采用燃油（气）加热取代电烘烤的方法是一项重大节能技术，随着国内工业发展，燃油（气）的供应已基本解决或便于解决，如额定供热每小时达到几十万至上百万大卡的大型干燥炉设计中，用电加热与用燃油加热的干燥炉运行成本相差达3-5倍，故在涂装生产线设计中，可以加以推广应用。但是由于我国的能源结构以煤为主，决定了我国有相当一部分地区和产业在今后的能源使用上，仍赖于煤的利用和开发，特别是地理环境及经济不发达的地区，故我们采用煤粉燃烧为热源，采用热管新技术作为换热器，研制开发煤粉加热的干燥（固化）炉。炉窑采用全封闭结构及独特的燃烧器，设置烟尘排放除尘器，因而煤粉燃烧基本不影响工作环境，炉窑周围空气干净，几乎没有灰尘，大大改善了操作环境。各项指标完全符合城市环境保护要求。

因此对于煤粉燃烧的炉窑来讲，如果采用措施得当，其对环境的影响较小，可以做到环保排尘浓度的预测与实际监测结果接近。采用可调旋风式煤粉燃烧器对于煤粉的燃烧是十分合适的，同时煤粉的燃烧对炉温的控制也能较好地实现。如果控制方法及各项参数选择准确，炉窑温度可以控制在±15℃以内。另一种方法是利用高温烟气加热热管，再用热管加热干燥由烟气余热加热的热风，再通过过滤网直接送入到干燥炉烘道中。由于热管换热效率高，热风经过过虑，故干燥（固化）炉的温度易于控制，保证了工件干燥固化的质量。

1.4.涂装线的环境保护

对于现代化的涂装线，一般都能满足恒温、恒湿和洁净的空气（空气粉尘含量