陳碧智

（柳州柳工挖掘機(jī)有限公司，廣西 柳州 545007）

0 引言

眾所周知，外觀是給予人們的第一印象，工程機(jī)械產(chǎn)品也不例外。銹蝕是影響挖掘機(jī)外觀質(zhì)量的重點(diǎn)因素之一，尤其是經(jīng)海運(yùn)出口歐美市場(chǎng)的挖掘機(jī)，極易遭受海洋氣候的侵蝕而生銹。當(dāng)今世界用戶對(duì)外觀質(zhì)量提出了更高的要求，解決挖掘機(jī)外觀銹蝕問題成為當(dāng)務(wù)之急。

1 現(xiàn)狀描述

幾年前，廠內(nèi)庫存半年以上的整機(jī)外觀明顯出現(xiàn)銹蝕，當(dāng)年需進(jìn)行除銹整改重新噴涂的整機(jī)多達(dá)200余臺(tái)。經(jīng)國內(nèi)以及歐美經(jīng)銷商反饋，因外觀銹蝕而進(jìn)行除銹整改、重新噴涂一臺(tái)整機(jī)浪費(fèi)大量人力和物力。反饋的典型問題有：搭子銹蝕、覆蓋件涂層內(nèi)部翻銹、棱邊銹蝕、螺栓銹蝕等，如圖1 所示。外觀零部件的銹蝕和相應(yīng)的解決方案一直是困擾挖掘機(jī)工廠的難點(diǎn)問題之一。

圖1 經(jīng)銷商反饋的典型銹蝕問題

2 外觀銹蝕問題原因分析

2.1 現(xiàn)狀調(diào)查

通過對(duì)內(nèi)部庫存整機(jī)AUDIT 評(píng)審及市場(chǎng)反饋銹蝕零部件收集、統(tǒng)計(jì)歸類，可知銹蝕的零部件種類主要有5 大類：覆蓋件內(nèi)部翻銹，涂裝件棱邊、邊角銹蝕，涂裝件間隙銹蝕，電鍍件銹蝕，裸露金屬安裝面銹蝕。其中，覆蓋件內(nèi)部翻銹、涂裝件棱邊銹蝕是重點(diǎn)問題。另外還有涂裝件局部位置磕碰傷的點(diǎn)蝕。

2.2 原因分析

2.2.1 涂裝工藝對(duì)涂層質(zhì)量的影響[1]

（1）覆蓋件內(nèi)部翻銹原因

內(nèi)部翻銹零部件集中在工具箱、門等采用電泳底漆工藝的覆蓋件。通過對(duì)覆蓋件供方制造過程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查以及根據(jù)表1 中第①②④⑦條影響分析，得出以下3 個(gè)銹蝕原因：

表1 涂裝工藝對(duì)涂層質(zhì)量影響一覽（僅針對(duì)生銹的弊?。?/p>

①在其下級(jí)供應(yīng)商的電泳過程調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電泳過程靠人工操作保證，電泳前處理水洗不徹底，導(dǎo)致電泳前處理的酸堿液殘留在工件表面，短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)漆膜內(nèi)部翻銹事故。

②在供應(yīng)商現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電泳涂層發(fā)現(xiàn)電泳漆膜厚度為6 μm，不符合標(biāo)準(zhǔn)厚度20 μm 的要求。

③發(fā)現(xiàn)少量工具箱、門等電泳后修磨板件缺陷，導(dǎo)致電泳漆膜被破壞起不到防銹作用。

（2）涂裝件棱邊、邊角銹蝕原因

棱邊銹蝕零部件集中在小板件及部分油箱邊緣。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及表1 中第②⑦⑨條影響分析，形成銹蝕的主要原因是：小板件下料后飛邊未去除；部分油箱棱邊露底（磷化膜及底漆均已被打磨掉，起不到防銹作用），如圖2 所示。

圖2 棱邊磷化膜及底漆均已被打磨掉

另外還有小部分邊角、死角部位局部銹蝕的零部件，主要原因是噴涂不到位，導(dǎo)致露底或漆膜厚度不足從而被慢慢侵蝕銹蝕。

根據(jù)對(duì)涂層體系的案例分析，最先出現(xiàn)涂層失效、銹蝕的部位均在邊、角位置。這是因?yàn)橥苛贤ǔＳ惺湛s和從邊緣處向后拉的傾向，留下一層很薄的、保護(hù)性相對(duì)較差的涂層[1]。

（3）部件間隙銹蝕原因分析

間隙銹蝕主要集中在回轉(zhuǎn)平臺(tái)支撐桿搭子、油箱底板、工具箱底安裝板上間段焊（點(diǎn)焊縫）位置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及表1 中第⑨條影響分析，形成銹蝕的主要原因是兩工件搭接段焊，工件間形成間隙，間隙位置無法涂裝防銹又未密封，積水后易淌出黃色銹水（圖3）。

圖3 改善前，間隙流銹水

（4）磕碰傷部位點(diǎn)蝕的原因

結(jié)合表1 中第⑧⑩條，經(jīng)采用過程方法調(diào)查得出，磕碰傷主要發(fā)生在物流配送、裝配環(huán)節(jié)。

小板件、支架、結(jié)構(gòu)件等涂裝件的配送工裝缺乏軟化防護(hù)措施，在物流運(yùn)輸過程極易磕碰傷、擦傷；裝配環(huán)節(jié)物料拿取、風(fēng)槍打緊、覆蓋件間隙調(diào)整等過程由于操作不當(dāng)而磕碰傷油漆漆膜。這些地方在高溫高濕等環(huán)境下積水侵蝕，慢慢發(fā)生局部點(diǎn)的生銹。

若經(jīng)過海洋性氣氛的影響，會(huì)加速銹蝕。很短的時(shí)間接觸海洋環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生腐蝕破壞，但是，海運(yùn)一般時(shí)間都比陸路運(yùn)輸時(shí)間要長（一般1～3 個(gè)月或者更長）。通過涂層的微觀缺陷和傷痕，腐蝕介質(zhì)或水透過涂層到達(dá)零部件的基體界面，從而形成腐蝕原電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)持續(xù)或間歇多次進(jìn)行的結(jié)果，就形成了零部件表面的銹蝕[1]。

2.2.2 鍍鋅件銹蝕的原因

經(jīng)分析，電鍍件的銹蝕主要集中在螺栓及墊片、軟管接頭、管夾。

針對(duì)以上問題部件的銹蝕原因，從供方、電鍍工藝、結(jié)構(gòu)形式方面進(jìn)行了分析以及鹽霧試驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)是這些零部件的電鍍層質(zhì)量達(dá)不到要求，防銹能力不足。首先，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)所有銹蝕的螺栓及墊片、管夾均為本地供方在當(dāng)?shù)劐冧\廠外協(xié)鍍鋅后供貨。對(duì)該鍍鋅廠調(diào)查后發(fā)現(xiàn)該廠鍍鋅過程自動(dòng)化程度低，嚴(yán)重依賴人工控制，對(duì)電鍍?nèi)芤?、添加劑等的控制不?guī)范導(dǎo)致鍍層質(zhì)量無法滿足要求。其次，軟管接頭為鍍鋅工藝，且接頭需經(jīng)過扣壓工藝扣壓成為軟管總成，扣壓對(duì)鍍鋅層也造成了一定的損傷，導(dǎo)致防銹能力下降。

經(jīng)了解，鍍鋅層經(jīng)鈍化后形成彩虹色或白色鈍化膜層，在空氣中非常穩(wěn)定，在汽油或含二氧化碳的潮濕空氣中也很穩(wěn)定，但是在含有二氧化硫、硫化氫、海洋性氣氛及海水中鍍鋅層的耐腐蝕較差，特別是在高溫、高濕及含有有機(jī)酸的氣氛中，鍍鋅層的耐蝕性極差[2]。

因此，也很好地解釋了在南方地區(qū)南風(fēng)天天氣、高溫高濕天氣后或漂洋過海后的挖掘機(jī)普通鍍鋅件易銹蝕的原因。

2.2.3 裸露金屬安裝面銹蝕原因

裸露金屬安裝面銹蝕主要集中在液壓鋼管安裝面的邊緣裸露表面、回轉(zhuǎn)馬達(dá)安裝面上部裸露面、裸露的螺紋孔。形成銹蝕的原因是金屬直接裸露在環(huán)境中，無防腐蝕措施防護(hù)，在潮濕、高溫高濕環(huán)境中極易生銹。

找到原因后，對(duì)以上問題有針對(duì)性地逐項(xiàng)進(jìn)行改進(jìn)。

3 改進(jìn)

3.1 涂裝工藝改進(jìn)

（1）覆蓋件內(nèi)部翻銹的改進(jìn)

認(rèn)證指定二級(jí)電泳廠家：針對(duì)電泳過程靠人工操作保證，電泳前處理水洗不徹底問題，陪同供應(yīng)商一起尋源選擇了新的電泳廠家，電泳全過程在自動(dòng)線上運(yùn)行，除油、除銹、表調(diào)、磷化、清洗等各工序都按照正規(guī)工藝流程進(jìn)行，徹底清洗去除工件表面殘留酸液，確保電泳質(zhì)量，解決了內(nèi)部翻銹問題（圖4）。

圖4 電泳方式改進(jìn)

更換新的電泳外協(xié)廠家后，電泳底漆漆膜厚度也得到很好的控制，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)厚度要求。

針對(duì)電泳后修磨板件問題，一是要求供應(yīng)商規(guī)范控制電泳前的板件質(zhì)量，避免電泳后修磨；二是若確實(shí)存在修磨情況，規(guī)定要求補(bǔ)噴防銹底漆。

（2）棱邊死角銹蝕的改進(jìn)

涂裝材料、涂裝設(shè)備和方法、涂裝管理是涂裝的3 個(gè)基本要素。優(yōu)質(zhì)涂料和先進(jìn)涂裝設(shè)備是獲得優(yōu)質(zhì)涂層、實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)涂裝的保證，但涂層的最終質(zhì)量要靠工藝和管理來實(shí)現(xiàn)[3]。

預(yù)涂裝是指在對(duì)工件大面積噴涂之前，對(duì)于工件的局部焊接區(qū)、銳利的邊緣、內(nèi)部角落、搭接板之間的裂縫等處，先進(jìn)行局部涂覆涂料一定厚度，然后再進(jìn)行大面積涂裝，以避免這些部位的涂層低于涂層厚度的要求[1]。

針對(duì)上述調(diào)查分析得出的原因，采取以下措施改進(jìn)：

首先，召集供應(yīng)商在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行講解、指導(dǎo)改進(jìn)，一是幫扶供應(yīng)商制定作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)范修磨去飛邊工藝；二是要求供應(yīng)商涂裝過程對(duì)棱邊實(shí)施預(yù)噴涂工藝。

其次，針對(duì)油箱棱邊打磨露底問題，一是要求供應(yīng)商規(guī)范控制磷化前的板件棱邊質(zhì)量，避免磷化后修磨；二是若確實(shí)存在修磨情況，規(guī)定要求補(bǔ)噴防銹底漆。

最后，對(duì)于存在局部邊角、死角容易漏噴涂位置，要求供應(yīng)商實(shí)施預(yù)噴涂工藝。對(duì)于不便于采用噴槍預(yù)噴涂的位置，如大型結(jié)構(gòu)件回轉(zhuǎn)平臺(tái)內(nèi)側(cè)的焊縫、組合行走架內(nèi)部角落等，可以采用手工刷涂法預(yù)涂。

同時(shí)為了表明主機(jī)廠改進(jìn)的決心和態(tài)度：一是要對(duì)供應(yīng)商供貨到現(xiàn)場(chǎng)的零部件進(jìn)行集中檢查，對(duì)存在飛邊、棱邊露底的零部件一律退貨處理并索賠因退貨造成的損失；二是對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行定期的過程檢查和不定期的突擊檢查，及時(shí)監(jiān)督糾正、改進(jìn)。這也就是要做到賦能與考核管理并重。

（3）間隙銹蝕改進(jìn)

針對(duì)分析得出的間隙銹蝕原因，進(jìn)行了以下改進(jìn)，案例如下：

設(shè)計(jì)改進(jìn)：回轉(zhuǎn)平臺(tái)上撐桿搭子取消，直接在邊梁上鉆孔來安裝撐桿（圖5、6），消除間隙難以涂裝而積水銹蝕的隱患。

圖5 改善前

圖6 改善后

工藝改進(jìn)：將油箱、工具箱底安裝板上的間段焊（點(diǎn)焊縫）外露間隙實(shí)施涂膠防銹，即將間隙填充密封后噴漆，防止積水銹蝕后流淌黃色銹水（圖7、8）。

圖7 改善前

（4）磕碰傷部位銹蝕的改進(jìn)

從上面的分析得出，磕碰傷防銹需要從產(chǎn)品物流配送、裝配、整機(jī)存儲(chǔ)運(yùn)輸方面進(jìn)行全流程的防護(hù)改善。

圖8 改善后

物流配送過程的改善：（1）推進(jìn)供應(yīng)商對(duì)配送工裝器具增加軟化防護(hù)措施，零件之間采取隔層措施防止磕碰傷；（2）內(nèi)部物流的配送小車也要增加軟化防護(hù)措施。

裝配過程的改善：規(guī)范物料的拿取避免磕碰；在裝配上部機(jī)構(gòu)前在回轉(zhuǎn)平臺(tái)邊梁上貼上保護(hù)膜；工件上放置零件前要求有隔墊防護(hù)；風(fēng)槍打緊螺栓過程會(huì)振動(dòng)磕碰的要求增加膠墊防護(hù)；叉運(yùn)或起吊工件處增加膠墊等防護(hù)措施。

整機(jī)存儲(chǔ)運(yùn)輸過程的改善：針對(duì)長期存儲(chǔ)或長途海運(yùn)的歐美機(jī)等，采取噴涂菲露特防銹油能夠有效提高整機(jī)外觀防腐蝕能力。

（5）涂裝過程管理及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

為了鞏固所采取的措施，需要對(duì)涂裝過程管理和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，幫扶外協(xié)涂裝件供應(yīng)商從人、機(jī)、料、法、測(cè)方面規(guī)范涂裝作業(yè)，控制涂裝施工質(zhì)量：

作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化及經(jīng)驗(yàn)推廣：①將公司完善的涂裝工藝、作業(yè)指導(dǎo)書推行到這些外協(xié)涂裝件的供應(yīng)商處實(shí)施。②開展供應(yīng)商技術(shù)人員及涂裝工培訓(xùn)，對(duì)涂裝工涂裝技能進(jìn)行定期的技能認(rèn)定考核。③推進(jìn)供應(yīng)商制作打膠、涂裝等標(biāo)準(zhǔn)樣件，指導(dǎo)操作和質(zhì)量判定。④針對(duì)南方地區(qū)特有的南風(fēng)天天氣制定涂裝預(yù)案，明確要求，控制高濕度環(huán)境涂裝施工。

涂裝設(shè)備設(shè)施改善：一是推進(jìn)薄板件供應(yīng)商應(yīng)用激光下料，改善下料切割質(zhì)量。供應(yīng)商的下料設(shè)備經(jīng)歷了從剪板機(jī)、火焰切割→等離子切割→激光切割的持續(xù)提升過程；二是推進(jìn)引導(dǎo)供應(yīng)商投入應(yīng)用規(guī)范的涂裝線，增加烘干設(shè)施，可滿足高濕度下的涂裝，避免由于工件未干透噴漆造成的內(nèi)部翻銹（圖9），同時(shí)，經(jīng)過烘干的油漆能夠有效提升防腐蝕性能；三是引導(dǎo)供應(yīng)商配備漆膜測(cè)厚儀等儀器，定期抽查監(jiān)控漆膜厚度。

圖9 配重、覆蓋件涂裝線應(yīng)用

幫扶供應(yīng)商：定期開展供應(yīng)商現(xiàn)場(chǎng)審核檢查、涂裝過程評(píng)價(jià)及指導(dǎo)。

3.2 鍍鋅件銹蝕的改進(jìn)

針對(duì)以上分析，根據(jù)不同的情況采取不同的措施，案例如下：

供應(yīng)商切換及工藝改進(jìn)：將鍍鋅螺栓及墊片供應(yīng)商進(jìn)行了更換，新供應(yīng)商的螺栓及墊片也由鍍鋅表面處理工藝改為了達(dá)克羅工藝；且統(tǒng)一要求在裝配后均噴涂防銹劑加強(qiáng)防腐蝕性能（圖10、11 左圖）。

替代（設(shè)計(jì)改進(jìn)）：應(yīng)用焊接線夾替代鍍鋅管夾，既解決了銹蝕問題，又省錢便利實(shí)用（圖10、11 右圖）。

圖10 電鍍件銹蝕（改善前）

圖11 達(dá)克羅螺栓、焊接線夾（改善后）

工藝改進(jìn)：軟管扣壓頭由鍍鋅改為鍍鋅鎳合金。

鋅電鍍層螺栓耐中性鹽霧試驗(yàn)首次出現(xiàn)紅銹時(shí)間約在120 ～ 192 h，而鋅鉻涂層（達(dá)克羅）和鋅鎳合金鍍層的耐中性鹽霧試驗(yàn)首次出現(xiàn)紅銹時(shí)間在480 h，防腐蝕性能大大提升。

3.3 裸露金屬銹蝕

針對(duì)裸露金屬銹蝕的原因，采取如下改進(jìn)措施：防銹劑防銹：液壓鋼管安裝端面等金屬裸露面裝配后噴涂防銹劑防銹；一些不方便噴涂防銹劑的地方，可采用刷涂方式刷涂菲露特防銹油。

仿形屏蔽噴漆防銹：回轉(zhuǎn)馬達(dá)安裝面、發(fā)動(dòng)機(jī)法蘭盤安裝面等采用仿形安裝面屏蔽后涂漆防銹。

裸露的螺紋孔裝配后粘貼屏蔽紙或使用螺堵屏蔽防護(hù)。

4 結(jié)語

通過以上改進(jìn)后，挖掘機(jī)整機(jī)單臺(tái)銹蝕數(shù)下降約83%，外觀銹蝕問題得到很好的改善，顧客滿意度明顯提升，極大地提升了挖掘機(jī)的品牌形象。涂裝和電鍍都是特殊過程，工藝因素和預(yù)防控制、過程管理對(duì)防止零部件銹蝕都起到非常重要的作用，還有涂裝后的防護(hù)也是整機(jī)防銹的重要環(huán)節(jié)。總的來說，需要全員全過程的持續(xù)控制、改進(jìn)，挖掘機(jī)整機(jī)外觀防銹質(zhì)量才能持續(xù)地得到大幅的改善提升，才能保持持久的質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)力。