工程机械零部件多样化，外观质量要求高。目前工程机械外观件大多采用焊接件或钣金拼焊件，工件受焊接变形、周转磕碰及抛丸处理等原因产生平整度不够、碰伤、麻点等缺陷。由于工程机械大多采用高光面漆，为了达到完美的外观效果，弥补基材的缺陷，工程机械涂装过程中大量使用原子灰。然而，涂装企业一般非常重视油漆的质量和涂装要求，原子灰往往被作为辅料而忽视，因此导致许多由原子灰引起的涂装质量问题。本文针对我公司由于原子灰使用不当或施工不良导致的油漆开裂的问题进行分析，探讨并提出一系列的防范措施。
2 原子灰施工不良导致的涂装质量问题案例分析
据公司售后部门反应，出售的挖掘机产品在东北的低温季节下，出现了大量油漆爆裂现象，开裂问题主要集中在驾驶室和配重部件上。针对此问题我公司组织了调查组，通过对钣金件涂装现场的实地调查，结合东北市场挖掘机出现开裂的现象进行综合分析，最终把漆膜开裂问题确认为原子灰在低温条件下柔韧性变差，导致钢板与原子灰存在收缩应力而开裂。
2.1 原子灰涂层理论分析。
因钢板底材与原子灰涂层的冷热膨胀率不同。在东北的低温季节下，钣金底材受冷后，由于薄板件热容量小，且钢铁材料的热传导速度快，因降温而收缩的速度较之热导率低的原子灰涂层明显更快，再加上原子灰涂层的热膨胀率较钢铁小，且原子灰涂层材料在低温下也较脆、弹性较差，因此当钣金件上大面积刮涂原子灰涂层时，在冷热温差大时，底层钢板的收缩率与上层覆盖原子灰涂层的收缩率存在差异，最终导致超过原子灰涂层材料的弹性极限而崩裂。
2.2 原子灰涂层实验分析
为了验证出现质量问题的原因，调查组根据产品的作业环境对原子灰涂层进行分别进行冷冻和烘烤实验。实验一：实验温度：-21℃~-24℃；实验工件：均匀刮涂0.5-2mm厚腻子的发动机后罩；实验场地：冻库：实验结果：在-21℃~-24℃的温度下2天即产生裂纹（如图3）。实验二：实验温度： 约100℃；实验工件：均匀刮涂0.5-2mm厚腻子的驾驶室内部管件；实验场地：烤箱。实验结果：在100℃的温度下，1天内即产生开裂（如图4）。因此可以看出连续的原子灰涂层在极端的作业环境下容易产生开裂从而引起涂装质量问题。
2.3 生产工艺分析
驾驶室和平衡重属于钣金焊接件，骨架采用冲压成型再拼焊而成，调查组发现该产品在冲压成型中存在重大外观缺陷，需要用原子灰进行大面积补涂，补涂厚度最大达4mm，连续涂层覆盖整个平衡重两侧面和整个驾驶室骨架）。平衡重外表面采用整体冲压成形，其侧面是直角边没有拔模角度且较深，冲压过程中造成侧面拉延变形而产生褶皱，厂家采用厚刮原子灰来掩盖外形缺陷，造成原子灰涂层太厚而导致开裂。驾驶室由于钣金刚度不足，面积较大的板件由于冲压或焊接造成变形，形成面积较大的凹凸面，厂家也是采用大面积刮涂原子灰的方式掩盖缺陷，造成油漆开裂。驾驶室大部分采用拼焊（断续焊或点焊），拼焊形成的缝隙直接用腻子填补，遇到极端气候条件，由于腻子弹性不足产生线状开裂缝隙。
2.4改进措施
基于上述原因分析，必须通过各种途径减少原子灰施工，原子灰涂层控制在连续面积≤80cm2,厚度≤2㎜的条件下，这样每块原子灰涂层的面积都不会太大，且各涂层面之间有一定的缓冲间隔，可有效避免冷热收缩应力集中产生的开裂。
（1）平衡重改善：方案一：平衡重直边设计变更为有5度左右的斜边做为拔模角度以避免冲压缺陷。方案二：平衡重直边采用钢板与弧面钢板拼焊而成，焊缝采用连续焊缝（如图8）。理论上方案一最优，外观面一体成型，基本无外观缺陷；但由于方案一需要重新投入模具，且增加拔模角度后与产品的整体外观风格不符，我们最终选择方案二，设计变更后褶皱外观缺陷消除，避免了连续大面积的原子灰填充修补。平衡重直边由于焊接变形还会存在一些外观缺陷，表面经原子灰刮补、打磨处理后形成非连续的原子灰涂层，可有效避免冷热收缩引起的开裂。
（2）驾驶室改善：对于较大面积的钣金零件由于刚度不足造成的凹凸不平缺陷，可采用增加冲压加强筋或通过几个面积较小的钣金件拼焊而成以减少外观缺陷。改善后只需对拼焊部位和焊接变形部位进行修补，避免了大面积原子灰涂层修补的情况。对于拼焊造成的缝隙采用弹性密封胶代替原子灰填补原子灰涂层不跨接焊缝两边，这样可有效避免焊缝开裂的现象。
3、对原子灰施工的探讨
原子灰施工是现有工艺手段及制造水平无法彻底解决外形缺陷采取的一种补救措施，是工程机械厂家应努力避免的工艺过程，厂家应从设计、生产工艺、制造控制、生产管理等几个方面来控制外观缺陷，以减少涂装腻子的使用量，以下是较少腻子使用量的几个途径：
（1）设计方面：外观部件应尽量少用铸造件等外观粗糙的零件，对于厚板及铸造件应采用较深的颜色如灰色或黑色，并采用亚光漆甚至是结构漆。
（2）工艺方面：合理选用抛丸丸粒，如将使用的钢丸直径从1.5㎜减少到0.8㎜，可有效降低抛丸后工件的表面粗糙度值，当工件表面粗糙度降低到某一数值时，工艺要求规定的底漆漆膜厚度就能填平抛出的丸坑，而不需要采用腻子进行填平。
（3）制造控制：在组装过程中应避免野蛮操作、避免磕碰划伤；敲打时应采用铜锤，避免产生锤痕；在工件堆放时，应采用专用的工位器具并文明操作，避免工件之间的直接接触和剧烈磕碰。
（4）生产管理：严格控制在制品的在工量，较少零部件库存；零部件应放置在带防护功能的专用周转器具内，尽量室内存放；结构成品件存放前应喷涂防锈漆；尽量减少部件的周转次数。
4 原子灰施工过程中作业要点
原子灰施工需要严格的施工条件和注意事项，操作者对施工工艺不了解极易产生附着力不良或开裂现象，因此对原子灰施工过程中的作业要点做以下结语。
4.1刮涂前准备工作要点
刮涂前先用280-400#的砂纸对涂刮面进行轻微打磨，以提高原子灰的附着力；一定要把工件表面的油污、浮锈、黑氧化膜等清除干净，特别要注意焊缝处的彻底清理；刮涂前不允许用裸手触摸工件，以防工件被污染而引起起泡等缺陷。
4.2原子灰调配要点
根据刮涂面积的大小适量调配原子灰，原子灰一定要调配均匀；主剂与固化剂的比例为100：2；不同温度下的主剂与固化剂混合重量比例：30~35℃-100：1；18~30℃-100：2；11~17℃-100：2.5；5~10℃-100：3~4；5℃以下：不宜施工。调配好的原子灰一经发现有颗粒、硬化、结块现象，则表明原子灰已开始固化，不能再使用，必须废掉再配；调配原子灰的腻子刀一定要清洗干净后才能从主灰桶里取料，否则易影响主灰、造成浪费。
4.3涂刮多道腻子的作业要点
首道腻子刮涂最好不要超过0.5mm,而且每道腻子刮涂也不要太厚，以防咬底、起泡；应先局部填坑再统刮和最后刮稀（又称收光）；等腻子固化到一定程度，稍加打磨、擦净后，再刮涂下一道；不要反复刮涂，以防卷边。
4.4 原子灰冬季施工的作业要点
冬季施工温度太低时，腻子固化不完全，致使附着力差，烘烤时易产生起泡、开裂现象。若冬季车身在室外放置，当拉进室内未来得及与室温平衡时就刮腻子，易造成腻子与底漆间附着力差。
5、结束语
工程机械厂家应在减少使用原子灰施工方面不断努力，在现有工艺手段和制造水平无法彻底解决外形缺陷而采取原子灰施工时，应重视相关施工工艺，并给相应操作者做专门培训，进而提高产品的涂装质量。
