热喷涂工艺流程

热喷涂工艺流程（共8篇）

热喷涂工艺流程 篇1

热喷涂方法分类及工艺原理简介

一 热喷涂分类方法

作为新型的实用工程技术目前尚无标准的分类方法，一般按照热源的种类，喷涂材料的形态及涂层的功能来分。如按涂层的功能分为耐腐，耐磨，隔热等涂层，按加热和结合方式可分为喷涂和喷熔：前者是机体不熔化，涂层与基体形成机械结合；后者则是涂层再加热重熔，涂层与基体互溶并扩散形成冶金结合。

平常接触较多的一种分类方法是按照加热喷涂材料的热源种类来分的，按此可分为：①火焰类，包括火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂；②电弧类，包括电弧喷涂和等离子喷涂；③电热法,包括电爆喷涂、感应加热喷涂和电容放电喷涂；④激光类：激光喷涂。

二 火焰类喷涂

1、火焰喷涂：火焰喷涂包括线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。

<1>线材火焰喷涂法：是最早发明的喷涂法。它是把金属线以一定的速度送进喷枪里，使端部在高温火焰中熔化，随即用压缩空气把其雾化并吹走，沉积在预处理过的工件表面上。

图1 丝材火焰喷吐的装置示意图

图2 丝材火焰喷涂的原理示意图

图1表示丝材火焰喷涂的装置。图2则是丝材火焰喷涂枪的剖面图，它示出了丝材火焰喷涂的基本原理。喷涂源为喷嘴，金属丝穿过喷嘴中心，通过围绕喷嘴和气罩形成的环形火焰中，金属丝的尖端连续地被加热到其熔点。然后，由通过气罩的压缩空气将其雾化成喷射粒子，依靠空气流加速喷射到基体上，从而熔融的粒子冷却到塑性或半熔化状态，也发生一定程度的氧化。粒子与基体撞击时变平并粘结到基体表面上，随后而来的与基体撞击的粒子也变平并粘结到先前已粘结到基体的粒子上，从而堆积成涂层。

丝材的传送靠喷枪中空气涡轮或电动马达旋转，其转速可以调节，以控制送丝速度。采用空气涡轮的喷枪，送丝速度的微调比较困难，而且其速度受压缩空气的影响而难以恒定，但喷枪的质量轻，适用于手工操作；采用电动马达传送丝材的喷涂设备，虽然送丝速度容易调节，也能保持恒定，喷涂自动化程度高，但喷枪笨重，只适用于机械喷涂。在丝材火焰喷枪中，燃气火焰主要用于线材的熔化，适宜于喷涂的金属丝直径一般为1.8～4.8mm。但有时直径较大的棒材，甚至一些带材亦可喷涂，不过此时须配以特定的喷枪。

<2>粉末火焰喷涂法：它与丝材火焰喷涂的不同之处是喷涂材料不是丝材而是粉末。图3和图4分别为为粉末火焰喷涂装置和原理示意图。

图3 粉末火焰喷涂的典型装置

图4 粉末火焰喷涂的原理示意图

在火焰喷涂中通常使用乙炔和氧组合燃烧而提供热量，也可以用甲基乙炔,丙二烯（MPS）,丙烷，氢气或天然气。火焰喷涂可喷涂金属，陶瓷，塑料等材料，应用非常灵活，喷涂设备轻便简单，可移动，价格低于其他喷涂设备，经济型好，是目前

喷涂技术中使用较广泛的一种方法。但是，火焰喷涂也存在明显的不足。如喷出的颗粒速度较小，火焰温度较低,涂层的粘结强度及涂层本身的综合强度都比较低,且比其他方法得到的气孔率都。此外，火焰中心为氧化气氛，所以对高熔点材料和易氧化材料，使用时应注意。为了改善火焰喷涂的不足，提高结合强度及涂层密度，可采用将压缩空气或气流加速装置来提高颗粒速度；也可以采用将压缩气流由空气改为惰性气体的办法来降低氧化程度，但这同时也提高了成本。

2、爆炸喷涂

爆炸喷涂：利用氧气和乙炔气点火燃烧，造成气体膨胀而产生爆炸，释放出热能和冲击波,热能使喷涂粉末熔化,冲击波则使熔融粉末以700～800m/s的速度喷射到工件表面上形成涂层。图5为爆炸喷枪示意图。

图5 爆炸喷涂原理图

爆炸涂层形成的基本特征，一般认为仍然是高速熔融粒子碰撞基体的结果。爆炸喷涂的最大特点是粒子飞行速度高,动能大,所以爆炸喷涂涂层具有：①涂层和基体的结合强度高，②涂层致密，气孔率很低，③涂层表面加工后粗糙度低，④工件表面温度低。爆炸喷涂可喷涂金属,金属陶瓷及陶瓷材料,但是由于该设备价格高,噪音大,属氧化性气氛等原因,国内外应用还不广泛。目前世界上应用最成功的爆炸喷涂是美国联合碳化物公司林德分公司1955年取得的专利,其设备及工艺参数至今仍然保密。我国于1985年左右,由中国航天工业部航空材料研究所研制成功爆炸喷涂设备,就Co/WC涂层性能来看，喷涂性能与美国联合碳化物公司的水平接近。

在爆炸喷涂中,当乙炔含量为45%时，氧-乙炔混合气可产生3140℃的自由燃烧温度,但在爆炸条件下可能超出4200℃，所以绝大多数粉末能够熔化。粉末在高速枪中被输运的长度远大于等离子枪,这也是其粒子速度高的原因。

3、超音速喷涂

为了与美国碳化物公司的爆炸喷涂抗争,上世纪60年代初期,美国人J.Browning发明了超音速火焰喷涂技术,称之为“Jet-Kote”,并于1983年获得美国专利。近些年来,国外超音速火焰喷涂技术发展迅速,许多新型装置出现,在不少领域正在取代传统的等离子喷涂。在国内,武汉材料保护研究所,北京钢铁研究总院,北京钛得新工艺材料有限公司等也在进行这方面研究,并生产出有自己特色的超音速喷涂装置。

图6 超音速火焰喷涂枪

燃料气体(氢气,丙烷,丙烯或乙炔－甲烷-丙烷混合气体等)与助燃剂（O2）以一定的比例导入燃烧室内混合，爆炸式燃烧，因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。同时通入送粉气（Ar或N2），定量沿燃烧头内碳化钨中心套管送入高温燃气中，一同射出喷涂于工件上形成涂层。

在喷涂机喷嘴出口处产生的焰流速度一般为音速的4倍，即约1520m/s，最高可高达2400m/s（具体与燃烧气体种类，混合比例，流量，粉末质量和粉末流量等有关）。粉末撞击到工件表面的速度估计为550-760m/s，与爆炸喷涂相当。Jet-Kote法之所以能有这么高的速度，关键在于按流体力学的原理合理设计制造了一个喷嘴，称之为Laval管的膨胀管。

图7 Laval管

由流体力学知：对一维可压缩流体，则有：ds/s=(M²-1)dv/v

其中： S―管器截面积； Ｍ＝v/v声（马赫数）； V－流体速度

由式中我们看出：当V>v声，即Ｍ>1时，则dv与ds符号相同,即随管道截面积变大(ds为正)时,流体速度也增大。当V

①粉粒温度较低,氧比较轻(这主要是由于粉末颗粒在高温中停留时间短,在空气中暴露时间短的缘故，所以涂层中含氧化物量较低,化学成分和相的组成具有较强的稳定性)，但只适于喷涂金属粉末、Co-Wc粉末以及低熔点TiO2陶瓷粉末；②粉粒运动速度高。

③粉粒尺寸小（10～53>μm）、分布范围窄，否则不能熔化。

④涂层结合强度、致密度高，无分层现象。

⑤涂层表面粗糙度低。

⑥喷涂距离可在较大范围内变动，而不影响喷涂质量。

⑦可得到比爆炸喷涂更厚的涂层，残余应力也得到改善。

⑧喷涂效率高，操作方便。

⑨噪音大（大于120dB），需有隔音和防护装置。

三 电弧类喷涂

1、电弧喷涂：

电弧喷涂：在两根焊丝状的金属材料之间产生电弧，因电弧产生的热使金属焊丝逐渐熔化，熔化部分被压缩空气气流喷向基体表面而形成涂层。电弧喷涂按电弧电源可分为直流电弧喷涂和交流电弧喷涂。直流：操作稳定，涂层组织致密，效率高。交流：噪音大。电弧产生的温度与电弧气体介质、电极材料种类及电流有关（如Fe料，电流280安，电弧温度为6100K）。但一般来说，电弧喷涂比火焰喷涂粉末粒子含热量更大一些，粒子飞行速度也较快，因此，熔融粒子打到基体上时，形成局部微冶金结合的可能性要大的多。所以，涂层与基体结合强度较火焰喷涂高1.5～2.0倍，喷涂效率也较高。电弧喷涂还可方便地制造合金涂层或“伪合金”涂层。通过使用两根不同成分的丝材和使用不同进给速度，即可得到不同的合金成分。电弧喷涂与火焰喷涂设备相似，同样具有成本低，一次性投资少，使用也方便等优点。但是，电弧喷涂的明显不足，喷涂材料必须是导电的焊丝，因此只能使用金属，而不能使用陶瓷，限制了电弧喷涂的应用范围。近些年来，为了进一步提高电弧喷涂涂层的性能，国外对设备和工艺进行了较大的改进，公布了不少专利。例如，将甲烷等加入到压缩空气中作为雾化气体，以降低涂层的含氧量。日本还将传统的圆形丝材改成方形，以改善喷涂速率，提高了涂层的结合强度。

2、等离子喷涂：

等离子喷涂：包括大气等离子喷涂，保护气氛等离子喷涂，真空等离子喷涂和水稳等离子喷涂。等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法，它具有：①超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化。

<1>等离子的形成（以N2为例）

图8 等离子体发生过程示意图。

0°k时，N2分子的两个原子程哑铃形，仅在x,y,z方向上平动；

大于10°k时，开始旋转运动；

大于10000°k时，原子间产生振动，分子与分子间碰撞，则分子会发生离解变为单原子：

N2＋Ud——>N＋N 其中 Ud为离解能

温度再升高，原子会发生电离: N＋Ui——>N＋＋e 其中 Ui为电离能

气体电离后，在空间不仅有原子，还有正离子和自由电子，这种状态就叫等离子体。

等离子体可分为三大类：①高温高压等离子体，电离度100％，温度可达几亿度，用于核聚变的研究；②低温低压等离子体，电离度不足1％，温度仅为50～250度；③高温低压等离子体，约有1％以上的气体被电离，具有几万度的温度。离子、自由电子、未电离的原子的动能接近于热平衡。热喷涂所利用的正是这类等离子体。<2>喷涂原理：

图9 等粒子喷涂原理

等粒子喷涂是利用等离子弧进行的，离子弧是压缩电弧，与自由电弧项比较，其弧柱细，电流密度大，气体电离度高，因此具有温度高，能量集中，弧稳定性好等特点。

按接电方法不同，等离子弧有三种形式：

①非转移弧：指在阴极和喷嘴之间所产生的等离子弧。这种情况正极接在喷嘴上，工件不带电，在阴极和喷嘴的内壁之间产生电弧，工作气体通过阴极和喷嘴之间的电弧而被加热，造成全部或部分电离，然后由喷嘴喷出形成等离子火焰(或叫等离子射流)。等粒子喷涂采用的就是这类等离子弧。

②转移弧：电弧离开喷枪转移到被加工零件上的等离子弧。这种情况喷嘴不接电源，工件接正极，电弧飞越喷枪的阴极和阳极（工件）之间，工作气体围绕着电弧送入，然后从喷嘴喷出。等离子切割，等离子弧焊接，等离子弧冶炼使用的是这类等离子弧。

③联合弧:非转移弧引燃转移弧并加热金属粉末，转移弧加热工件使其表面产生熔池。这种情况喷嘴，工件均接在正极。等离子喷焊采用这种等离子弧。

进行等粒子喷涂时，首先在阴极和阳极（喷嘴）之间产生一直流电弧，该电弧把导入的工作气体加热电离成高温等离子体，并从喷嘴喷出，形成等离子焰，等离子焰的温度很高，其中心温度可达30000°k，喷嘴出口的温度可达;15000～20000°k。焰

流速度在喷嘴出口处可达1000～2000m/s，但迅衰减。粉末由送粉气送入火焰中被熔化，并由焰流加速得到高于150m/s的速度，喷射到基体材料上形成膜。图10 等离子焰流温度分布

<3>等粒子喷涂设备：等离子喷涂设备主要包括：

①喷枪：实际上是一个非转移弧等离子发生器，是最关键的部件，其上集中了整个系统的电，气，粉，水等。

②电源：用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。

③送粉器：用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。

④热交换器：主要用以使喷枪获得有效的冷却，达到使喷嘴延寿的目的。⑤供气系统：包括工作气和送粉气的供给系统。

⑥控制框：用于对水，电、气、粉的调节和控制。

<4>等粒子喷涂工艺：

在等粒子喷涂过程中，影响涂层质量的工艺参数很多，主要有：

①等离子气体：气体的选择原则主要根据是可用性和经济性，N2气便宜，且离子焰热焓高，传热快，利于粉末的加热和熔化，但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。Ar气电离电位较低，等离子弧稳定且易于引燃，弧焰较短，适于小件或薄件的喷涂，此外Ar气还有很好的保护作用，但Ar气的热焓低，价格昂贵。气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速，从而影响喷涂效率，涂层气孔率和结合力等。流量过高，则气体会从等离子射流中带走有用的热，并使喷涂粒子的速度升高，减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间，导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态，结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差，沉积速率也会显著降低；相反，则会使电弧电压值不适当，并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下，会引起喷涂材料过热，造成喷涂材料过度熔化或汽化，引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集，然后以较大球状沉积到涂层中，形成大的空穴。

②电弧的功率：电弧功率太高，电弧温度升高，更多的气体将转变成为等离子体，在大功率、低工作气体流量的情况下，几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流，等粒子火焰温度也很高，这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变，喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。而电弧功率太低，则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰，又会引起粒子加热不足，涂层的粘结强度，硬度和沉积效率较低。

③供粉：供粉速度必须与输入功率相适应，过大，会出现生粉（未熔化），导致喷涂效率降低；过低，粉末氧化严重，并造成基体过热。送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率，一般来说，粉末必须送至焰心才能使粉末获得最好的加热和最高的速度。

④喷涂距离和喷涂角：喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度，涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。喷涂距离过大，粉粒的温度和速度均将下降，结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降；过小，会使基体温升过高，基体和涂层氧化，影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下，喷距适当小些为好。

喷涂角：指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时，由于“阴影效应”的影响，涂层结构会恶化形成空穴，导致涂层疏松。

⑤喷枪与工件的相对运动速度：喷枪的移动速度应保证涂层平坦，不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说，每个行程的宽度之间应充分搭叠，在满足上述要求前提下，喷涂操作时，一般采用较高的喷枪移动速度，这样可防止产生局部热点和表面氧化。⑥基体温度控制：较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度，然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施，使其保持原来的温度。近几年来，在等离子喷涂的基础上又发展了几种新的等离子喷涂技术，如：

3、真空等离子喷涂（又叫低压等离子喷涂）

真空等离子喷涂是在气氛可控的，4～40Kpa的密封室内进行喷涂的技术。因为工作气体等离子化后，是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的，所以喷流速度是超音速的，而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。

4、水稳等离子喷涂

前面说的等离子喷涂的工作介质都是气体，而这种方法的工作介质不是气而是水，它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法，其工作原理是：喷枪内通入高压水流，并在枪筒内壁形成涡流，这时，在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧，使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解，变成等离子态，产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用，其能量密度提高，燃烧稳定，因此，可喷涂高熔点材料，特别是氧化物陶瓷，喷涂效率非常高。

四 电热法

1、电爆喷涂：在线材两端通以瞬间大电流，使线材熔化并发生爆炸。此法专用来喷涂气缸等内表面。

2、感应加热喷涂：采用高频涡流把线材加热，然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。

3、电容放电加热：利用电容放电把线材加热，然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。

五 激光法

把高密度能量的激光束朝着接近于零件的基体表面的方向直射，基体同时被一个辅助的激光加热器加热，这时，细微的粉末以倾斜的角度被吹送到激光束中。图11 激光喷涂

熔化粘结到基体表面，形成了一层薄的表面涂层，与基体之间形成良好的结合（喷涂环境可选择大气气氛或惰性气体气氛，或真空下进行）。

热喷涂工艺流程 篇2

热喷涂涂层技术具有喷涂材料广泛、工艺灵活、适应性强、效率高等优点, 随着热喷涂涂层技术的不断发展, 其成本基本与电镀硬铬相当, 并且在不断降低, 在纺织、机械、航空等领域取得了成功的应用[1]。

1 热喷涂技术的原理及应用

1.1 热喷涂技术的原理

热喷涂技术是一种通过某种热源 (电弧、燃烧火焰、等离子体等) 将涂层材料 (粉末或丝材) 迅速加热到熔化状态, 并利用高速气流将其喷射到基体材料表面形成某种特殊功能 (耐磨、防腐、抗高温等) 覆盖层的材料表面复合技术[2]。近年来, 随着喷涂设备和喷涂材料的不断改进, 克服了热喷涂涂层孔隙率高、结合强度不高的弱点, 涂层质量有了质的飞跃。其中电弧喷涂技术由于生产效率高、能源利用率高、成本低、操作简单、安全性好等特点, 在制备防腐蚀涂层、防磨损涂层、机械设备修复强化等方面得到广泛应用。

1.2 热喷涂技术的应用要求

电弧喷涂的工艺过程包括工件表面加工、涂层制备、涂层加工等, 涂层质量主要受表面加工、喷涂电压、喷涂电流、喷涂距离等影响。

工件表面加工一般为喷砂打毛处理, 喷砂生产效率高, 特别适合于大面积、大批量生产的表面预处理, 喷砂同时可以去除基体表面的铁锈、毛刺、油污等, 起到净化、粗化和活化的作用。

电弧喷涂的喷涂电压是指喷涂时两金属丝间的电弧电压。喷涂电压影响电弧燃烧的稳定性, 喷涂电压越低, 熔化的粒子尺寸越小, 熔化范围越窄, 结合喷涂材料的特点, 一般选用喷涂电压为28V~34V。

喷涂电流正比于电弧喷涂时的送丝速度, 是电弧喷涂生产效率的量度, 提高喷涂电流, 不但可以增加喷涂效率, 还可以提高涂层质量, 但当喷涂电流过高时, 电弧不能稳定燃烧。

喷涂距离是指电弧喷涂喷枪与工件表面间的距离。电弧喷涂制备涂层时, 在喷嘴处, 喷涂粒子的速度最低, 随着喷涂距离的增加, 喷涂粒子逐渐加速, 在空气阻力的作用下, 在50mm~200mm的喷涂距离内, 有较高的飞行速度和粒子温度, 保证各个喷涂粒子互相向前, 使涂层有足够的内聚强度和结合强度。

2 电弧喷涂对液压支架中柱塞杆的修复

2.1 喷涂材料的选择

液压支架中柱塞杆的材料一般为45#钢材, 柱塞杆外径为Φ320mm, 根据液压支架的使用环境, 选用具有耐磨耐蚀性能的410不锈钢丝材作为电弧喷涂材料, 对柱塞杆进行电弧喷涂修复。410不锈钢丝材的化学成分如表1所示。

2.2 电弧喷涂涂层制备

在对柱塞杆进行电弧喷涂修复时, 采用喷涂设备为TLAS-300C型高性能电弧喷涂设备, 送丝机构为SB-10C/D双驱动送丝机构, 喷涂丝材选择Φ1.6mm的ER410丝材, 喷涂工艺参数如表2所示, 制备的涂层厚度在1.0mm~1.5mm。

由于所修复柱塞杆都为圆形工件, 在制备涂层时, 工件的旋转速度和喷枪移动速度必须搭配合适[3]。在旋转速度一定时, 如果喷枪移动速度过慢, 容易使工件表面氧化;如果喷枪移动速度过快, 易产生螺纹状涂层, 涂层孔隙率高, 耐腐蚀和耐磨性差。

2.3 涂层加工

涂层制备完成后, 涂层表面的粗糙度和尺寸精度达不到柱塞杆的使用要求, 故必须对涂层进行机械加工, 常用加工方法为磨削加工, 且在磨削时加入乳化液, 以降低表面粗糙度和保护涂层。在对柱塞杆表面涂层磨削加工后, 涂层表面粗糙度可达Ra=0.4μm。

2.4 涂层性能检测

涂层性能检测主要包括涂层硬度、结合强度、孔隙率和耐腐蚀性等。硬度检测采用硬度仪进行, 结合强度检测采用拉伸试验进行, 孔隙率检测采用铁试剂法进行, 耐腐蚀性检测采用铜加速盐雾腐蚀试验进行。对柱塞杆表面涂层进行性能检测结果如表3所示。

3 结论

采用电弧喷涂技术对液压支架中柱塞杆修复后, 通过对涂层性能的检测可以看出, 电弧喷涂涂层在硬度、结合强度、孔隙率和耐腐蚀性方面完全可以满足柱塞杆的使用要求。修复后柱塞杆经过陕北某煤矿使用后, 涂层无脱落和气泡现象, 效果良好, 而且电弧喷涂修复成本较低, 可以降低使用单位的生产成本。

参考文献

[1]周克崧.热喷涂技术替代电镀硬铬的研究进展[J].中国有色金属学报, 2004, 5 (14) :182-190.

[2]王海军.热喷涂工程师指南[M].北京, 国防工业出版社, 2010.

热喷涂工艺流程 篇3

关键词:快速原型 电弧喷涂 快速制膜

中图分类号:TB47文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0075-02

电弧喷涂制膜的思想起源于20世纪60年代提出的净行热喷涂成型(Net—shape thermal spray forming),基本过程是将熔化的金属雾化,高速喷射沉积于基体上,所获制件的形状与基体相对应,是一种集材料制备与成形于一体的制造方法,可广泛用于塑料加工中的反应注塑成型、吹塑成型、结构发泡以及其他一些注塑成型等工艺中。

随着20世纪80年代中期快速成型制造技术的发展,使得人们能够在原型的基础上在很短的时间内制造出产品的快速模具。电弧喷涂快速制模工艺就是在快速原型(或过渡基模)表面上喷涂金属微滴形成金属壳层,通过背衬、设置钢结构等后处理工序迅速制造出快速模具,可广泛用于注塑模、汽车覆盖件拉延模等快速经济模具的制造。它具有制膜工艺简单、制作周期短、模具成本低等显著特点,为产品的更新换代提供了一个全新的制膜方法和捷径,越来越受到人们的重视和应用。本文在RP原理基础上研究电弧喷涂快速制膜工艺过程,并对其参数进行优化处理。

1 电弧喷涂快速制模工艺研究的基础

电弧喷涂快速制模的关键在于基体模型表面金属壳的形成,特别是高硬度金属壳,直接关系到模具寿命及应用范围。目前电弧喷涂快速制模材料大多采用Zn丝,电弧喷涂模具由于硬度较低,主要用作注塑模具,寿命不超过数千件,为提高金属涂层硬度,改善模具的使用寿命,美国的TAFA喷涂公司开发了一种类似科氏合金(Al6.4%,Cu3.9%,余量为Zn)成分的TAFA204M喷涂丝,涂层硬度可以达到Rh52(相当于纯铝)。

2 电弧喷涂制膜工艺原理

2.1 电弧喷涂制膜原理

图1是电弧喷涂原理图,电弧喷涂制膜技术是将两根带电的制膜专用金属丝不断向前输送,利用两根金属丝端部短路产生的电弧使丝材熔化,用压缩气体把以熔化的金属雾化成微滴,并使其加速,以很高的速度喷射到样模表面,一层一层地相互叠加、堆积而形成高密度、高结合强度的金属喷涂层,即模具型腔的壳体(或实体),这层壳体的内壁形状与样模表面完全吻合,从而形成了所需的模具型腔。喷涂形成的金属壳体与其他基体材料填充加固,结合成一整体,再配以其他部件,即组成一付完整的模具。喷涂时,工件表面温度取决于金属丝得熔点、金属丝尖端与被喷涂表面之间得距离和喷涂持续时间。而以这种金属涂层作为模具的型腔表面,背衬加固并设置相应的钢结构后就形成了简易的快速经济模具。

2.2 电弧喷涂制膜工艺

电弧喷涂制膜的工艺大致可分为:模型准备;在模型上喷涂金属;制作模具框架;浇注模具填充材料;脱模、加工处理等步骤。

3 基于RP的电弧喷涂快速制膜工艺分析

将快速成型技术和电弧喷涂技术结合在一起,可以实现模具的快速制造,缩短新产品的开发周期,快速满足市场需求。快速成型和电弧喷涂相结合的模具快速制造的具体步骤为:激光快速成型机快速成型原型零件、用电弧喷涂方法在原型零件表面喷涂1～3mm厚的金属壳,为提高金属壳的强度及避免金属壳变形,在金属壳背后用环氧树脂等材料加固,取出原型零件即得到表面为金属的模具。

4 电弧喷涂快速制膜工艺参数优化:

4.1 工艺参数选择

采用合理的电弧喷涂工艺参数,可获得良好的喷涂效果。试验证明,在所有工艺参数中,影响较大的主要有喷涂距离、喷涂角度、送丝速度和压缩空气压力。这4个参数影响熔粒的形成,而熔粒的结合性能与熔粒的尺寸、结合面积、粘结力、熔粒内部及界面的热应力有关。从喷枪飞出的熔粒,飞行速度先加速后减速,而温度随喷涂距离的增加而降低。当喷涂距离过大时,熔粒打击到基体表面的温度和动能不够,熔粒不能产生足够的变形,涂层疏松多孔,结合强度较低;当喷涂距离过小时,可以保证熔粒的速度和温度较高,但基体和涂层被氧化严重而使粘结强度降低,并且随着氧化程度的增大,甚至会使基体和涂层完全失去粘结力。喷涂距离一般以140～200mm为宜。喷涂角度一般60°～90°合适。送丝速度速度过低,影响喷涂生产率;速度太快,熔融的颗粒大,涂层质量、结合强度降低。粒子雾化特性的优劣直接影响涂层的最终质量,压缩空气对熔化的材料进行雾化。压力和流量不足,雾化颗粒粗大,结合强度降低;压力和流量太大,易降低热源温度,影响热源稳定性。试验證明当压缩空气的压力＜0.4MPa时,涂层结合强度将显著降低。

4.2 实验结果

在制作金属喷涂模具过程中,喷涂参数的调整是整个工艺过程的关键,通过在XDP-5电弧喷涂设备上对各种丝材进行试验,最终得到几种丝材的优化喷涂参数,试验数据如表1所示。

5 结语

本文主要研究了基于RP的电弧喷涂快速制膜工艺,该工艺具有成本低、周期短等突出优点而受到国内外业界的普遍关注并迅速应用到各领域,取得了巨大的经济效益和社会效益。同时本文对其工艺参数进行了优化处理,实验结果表明通过对工艺参数进行优化,极大地加快了制模进程。但同时也存在以下几个问题:

(1)形成金属薄壳时会在其中产生比较高的张应力。为此,可在喷涂的同时进行喷丸处理。由于钢丸撞击金属薄壳,诱发压应力,从而能抵消薄壳内的张应力。

(2)难于喷涂窄槽和小孔的内表面。为此,可先用铝、黄铜制作窄槽或小孔状嵌块,并将其固定在基底相应的位置上,然后围绕这些嵌块进行喷涂。在后续工序中,即使移去基底,嵌快也能良好地固定在金属薄壳上,并且其强度比薄壳好。

(3)喷涂层的金属组织结构不够致密,有疏松小孔,影响强度和密封性。

参考文献

[1]王远赣.快速模具制造及其应用武汉[D].华中科技大学出版社,2003.

[2]陈永雄,徐滨士等.高速电弧喷涂技术在装备维修与再制造工程领域的研究应用现状[J].中国表面工程,2006,(s1):177～181.

[3]张富文,秦国义等.超音速电弧喷射成形技术及其在贵金属领域中应用的展望[J].贵金属,2004,(2):61～64.

喷涂工艺作业指导书 篇4

本标准规定了喷涂工序所遵守的工艺要求，包括基本要求、施工条件、涂装过程技术要求、安全注意事项等。

本标准适用于涂装工序作业者，也可用于管理者对施工者的质量检验。2 基本要求

2.1 涂装所用的防锈漆、底漆、腻子、二道浆、面漆、稀释剂等，应配套使用。2.2 各种涂漆材料的品种、规格、质量等，均应符合有关标准的规定。2.3 对于双组分涂料，应：

a）按当日（班）需要量，严格按照产品说明书上规定的比例调配，充分搅拌； b）放置30min~60min（熟化期），以使充分反应，待气泡消失后，才能使用。2.4尽量缩短原材料储存期： a）做到先来先用；

b）凡标签不清、品质不明、包装破损或存期过长的涂料，应经检验鉴定； c）符合标准规定着方可使用。

2.5 开桶前应吃净或擦净桶外壁，严防开桶时灰尘和杂质掉入漆中。

2.6 漆料在开桶前应倒置并用力摇荡，开桶后再搅拌均匀，如有杂质、漆皮等需过滤。2.7 涂漆材料的存放应符合安全存放的要求。3施工条件

3.1 涂漆施工场地应：

a）保持施工现场清洁、干燥、空气流通、光线充足； b）环境温度保持在10oc~35oc，相对湿度不大于75%； c）如在大于该湿度施工时，应采取防潮措施。

3.2 对在室外烈日曝晒或严寒冰冻状态下的表面，不得进行涂漆作业。3.3 涂漆用具应清洁。4 技术要求

4.1 严格遵守喷涂三原则：

4.1.1 喷漆三原则，即喷漆距离、喷枪运动方式和喷雾图样搭接的控制原则。

4.1.2 根据所用喷枪型号，选择适合的喷漆距离，以涂料损失量最小，且不产生流挂为准。4.1.3 喷涂时：

a）喷枪应垂直于喷涂表面，平行运行，并且要求恒速； b）喷枪移动速度一般控制在30 cm/s~60 cm/s。

热喷涂构件中残余应力的理论分析 篇5

热喷涂构件中残余应力的理论分析

本文发展了一种新的分析涂层结构(平板、梁)热残余应力的模型,可以研究骤冷过程(Quenching)和冷却过程(Cooling)在涂层结构内引发的残余应力分布.与以往模型相比,其优势在于:它可以考虑源于喷涂过程的`涂层孔隙率、温度梯度等因素对于涂层和基底内残余应力的影响.其中孔隙率和温度分布由计算机模拟涂层沉积过程得到.另外,当基底的材料和几何参数被固定时,我们分析了诸如涂层的理想模量、厚度、热膨胀系数等参数,对于涂层结构中最终残余应力分布的改变机理.

作 者：黄晨光 段祝平吴承康 作者单位：中国科学院力学研究所,北京,100080刊 名：工程力学 ISTIC EI PKU英文刊名：ENGINEERING MECHANICS年，卷(期)：19(4)分类号：O34关键词：热喷涂 残余应力 孔隙率 沉积过程

汽车修补喷涂实践 篇6

这是我第一次独自一个人做外来车，心里有点紧张和兴奋，紧张的是对自己还没有足够的信心能把它做好；兴奋的是终于可以一个人独自完成一篇作业。这两种心情给了我很大的压力，我要求要求自己一定要把它做好。在质量和速度共同提升的前提下把它做好，就这样接了那车。

这辆车是日产的帅客，第一眼看上去比较新。面漆是一个双工序的银粉漆，属于白银系列。我施工的项目是修补喷涂，这辆车的右后翼子板的拐角处有两处擦伤。详细环检一遍后，我没发现什么问题就开始施工了。我用半干半湿的毛巾对损伤钣件擦拭了一遍，然后开始防护，用胶带贴了打磨钣件的相邻边，贴了几层，做好相关工作后，就开始了羽状边的打磨。我拿着干磨机头，用一百八十度的干磨砂纸不到十分钟就打磨完毕。因受损区域程度不大，没有伤及底层，我只需把其打磨光滑，平整没有台阶即可。因受损区域位置的不同，我打磨的方法也不同，其中有两块受损面积在拐弯的弧度面，我们打磨时要顺势打磨，要根据弧度来摆动。打磨机头，防止多磨、磨穿，造成我们的工作效率下降。打磨完后，我们撕下胶带，进行吸尘，同时还要检查一下有没有伤及相邻钣件以及玻璃。

下一步，就是原子灰的刮涂。我先判定一下受损程度及大小，再确定刮涂原子灰用量。确定好后，我先进行第一次薄刮，对三个区域刮薄刮了一层。第二步，成形刮涂，要达到一个基本的整个钣件的平整度。第二次刮涂，我采用了大灰刀，我先用大灰刀对较大的区域做了一个平整度的刮涂。刮完后，我再用小灰刀对两小区域进行刮涂。用大灰刀时，我是先从下往上，然后反向一次从上往下，因为此受损区域的凹陷方向为上下方向，所以进行上下刮涂。我用小灰刀时，采用顺势刮涂，顺着车的流线一刀拖过来，然后把两边收薄即可，两小处区域方法一样。就这样第二遍的原子灰刮好了。等其稍微干燥后，就进行第三次收尾刮涂，主要目的就是填沙眼，填小凹坑等缺陷。刮完后，刮涂面要稍高于原漆面。待其干燥后，我就开始了打磨原子灰前的防护，我贴好了胶带，就开始用干磨机进行初步打磨了，我用的沙纸是一百二十度的。打磨到一定的平整度后，我就进行手推板打磨了，用的砂纸同样是一百二十度的。先粗磨，然后细磨，还有边角部位的打磨。

当我打磨好原子灰后，就到中涂底漆前准备了。我先吹了一下尘把胶带撕掉，然后就进行遮蔽工序。中涂底漆的遮蔽，一般采用反向遮蔽，因此钣件做过喷涂，还要做卷胶遮蔽整个遮蔽下来，大概花了一个小时左右，才开始又吹尘一次。然后我用半干半湿的毛巾擦了一下脏手印，干燥后就开始进行除油剂擦拭，防止除油剂和原子灰发生反应造成重大质量问题。除油时我们要采用一干一湿的方法，从上往下的进行除油。除完油后，再用抹尘布进行擦拭一遍。抹完尘就进行中涂底漆的调配了，中涂底漆调配一般为漆料四：固化剂一：稀释剂百分之二十五至百分之五十的比例。再根据供应商比例，施工的场所、环境以及气候，来适量的对其比例加或减。调配好底漆后静置五至十分钟，在静置的时候，我们对喷枪的检查，必须是好的干净的喷枪。我们得拭枪调枪，对其气压扇面，油量进行试调，喷中涂底漆气压一般为2.5-3mpa，油量几乎全开，扇面全开。

调好枪后，就进行第一遍喷涂、薄喷。对其原子灰表面薄薄喷涂一层，隐隐约约看到底层的原子灰，闪干后进行第二遍喷涂湿喷。湿喷，要求盖死原子灰层，喷涂当时要有光泽度，喷涂边缘要薄。因为是过渡喷涂防止起坎。第二遍完后，再进行第三遍喷涂，同样是湿喷，喷涂范围要控制好不要喷到边缘造成台阶难以打磨。三遍喷完，我再做一次效果检查，如果有缺陷，再进行第四遍修饰喷涂。修饰喷涂是半干半湿喷涂，修补缺陷。四遍喷完后进行闪干，闪干完后就可以进行指导层的喷涂（注意洗枪）。一般喷两遍，喷涂方法为洒喷，就是雾洒在喷涂钣件上，其调配方法为：一般选用深色的1K素色漆和稀释剂进行调配，比例是1：1左右，也要根据其漆料浓度和气候环境。我调配好后就开始喷涂了，没一会，就喷涂完毕，那么整个中涂底漆层以下就喷涂完毕，我计算了一下，大约用整整一天的时间。

去掉遮蔽后，就进行下面一道工序了，我开始进行面漆的调配。这道工序对我来说有点困难，无论有什么困难，我都要勇敢去克服他。我在车身找了一块干净的地方分析了一下车身的颜色，它是双工序的白色银粉漆，从侧面看有发黑、发红的走向，从正面看比较闪亮。银粉颗粒居中，我首先推测里面有：中闪银、细白银、1K素色黑色三种。那么既然是银粉漆无疑就有树脂了，于是我又加进去一个树脂。确定了四种后，我又进行了一次仔细观察，感觉不仅有发红，还有点带黄相和褐色，仔细想一下，什么色母侧面带点褐色，正面有红了，脑子里一转不就是粟红吗，正面暗红，侧面红褐。于是，我又拿出了粟红，到现在已经有

四种色母和树脂了。我把结果向老师说，他说让我再仔细观察一下银粉闪烁度和正侧色相变化。我听后又观察了一遍，发现侧面较深，正面闪，回想了一下我选的色母，又想了一下侧面较深。脑里突然又一转，细白银使侧面浅白，岂不自相矛盾，于是就排除了细白银。我又观一下银粉的粗细，断定中闪银必有，再根据其闪烁度进一步分析，侧挡是细闪银和中闪银两种银粉。于是我就拿出了细闪银，开始调色了。我先把主色母倒入调色罐，主色母是中闪银和细闪银，倒入一定量后进行了一次对色，发现不够黑不够红。我加入了少量的黑色，搅拌后又进行了一次对比，发现还不够黑，我又加了一点黑色，直到黑色相近后，再根据红色微调，大约一个下午才把它搞定。中涂中喷了五块比色板，相比之下每一块都比上一块接近一点。相似度很接近了才停止了调色。

调好色后，进行了封闭保存静置。我就进入了下一道工序，中涂底漆层的打磨。首先做好防护，我采用的是湿磨，用四百#的砂纸进行打磨，把指导层打磨，注意不要磨穿。再做中涂底漆打磨时，我必须要注意边角部位，要打磨到位。用400#的砂纸打磨一遍后，检查一遍需要修复的地方必须修复，需要填原子灰的地方也必须要填原子灰，提高面漆喷涂的一个质量。我打磨中涂底漆不单只有车身的左右后翼子板上，还有一个尾翼是塑钢材质，已经喷涂好了中涂底漆，就等着打磨了。我磨尾翼的时候，其缺陷有很多，有大量针孔沙眼、裂纹残缺。我首先进行了一次全面填补，用原子灰进行填充针孔沙眼，残缺部位。填补完后，我用四百#的先过了一遍，再用八百#号砂纸把车身和尾翼都精细打磨了一遍，然后就全面地做一次清洗，洗干净施工钣件，再进行吹水，吹干喷涂钣件表面，就这样中涂底漆的打磨也就完成了。

老师把车开到喷漆房，我就开始进行下一道工序：面漆遮蔽。面漆遮蔽有很多讲究，比较复杂，里面要涉入到胶带边遮蔽、报纸双层遮蔽和单层遮蔽，因过渡喷涂还要用到反向遮蔽。我做完了整个遮蔽用了大约两个小时。遮蔽速度太慢，影响了整个工作计划和效率。遮蔽好后，就进行半干半湿干净毛巾擦一下手印，再用气枪吹水吹尘，吹干净为止。然后再用除油剂进行了从上到下擦拭一遍，注意边角部位，擦完后再用抹尘布进行抹尘，要抹干净，藏在边角缝隙里面的脏点都要清出来。抹完尘后再进行一次稀释剂，擦拭也是从上往下，注意喷涂的中涂底漆区域不能擦拭，防止稀释剂和中涂底漆里面的有机物质发生反应，造成严重的不良后果。

擦完稀释剂后再抹尘一遍，然后再进行面漆的调配。调配前先搅拌一下面漆，搅拌后再进行调配，银粉漆的调配一般为清料1：稀释剂70%-100%的比例。它同样根据供应商提供的比例，施工环境以及气候环境不同而不同，同时它也根据清料的浓度不同也不同，视情况而定。调配好后搅拌均匀，就可以进行面漆的第一遍喷涂（注意拿纸漏斗过滤），银粉漆第一遍喷涂：薄喷。因过渡喷涂我们采用定范围喷涂，第一遍喷涂中涂底漆包括向外扩8cm的范围薄薄的喷涂一层，隐隐约约可以看到中涂底漆。喷完后用抹尘布，擦掉非喷涂区域的漆雾，闪干后进行第二遍喷涂：湿喷。要求盖死中涂底漆要有光泽度，要使银粉颗粒排列整齐，均匀的尚在涂膜里面。喷涂范围整个中涂底漆区域，盖死即可。注意喷到边缘时，使用微飘动作，防止边缘喷厚形成台阶。喷完后，再用抹尘布擦拭一遍边漆雾，闪干后进行第三遍修饰喷涂。要求半干半湿喷涂，使银粉颗粒均匀地立在表面，防止喷流喷湿。如果第三遍修饰喷涂后，还有缺陷，感觉修饰得还不够，可进行第四遍修饰喷涂。然后再在接口处做，如注色喷涂，使新漆面和旧漆面模糊，以达到一个更好的喷涂质量。银粉漆底色喷完后，再观察一次。认为完好后，我们就可以进行清漆的调配，一般比例为漆料二：固化剂1：稀释剂百分之五至百分之十。我们要正确选用和调配，调配好后，就开始进行第一遍的清漆喷涂了。采用清喷，薄薄地把整块钣件雾喷一层，看其排斥现象和程度，如没有可进行第二遍湿喷，如果有再进行修饰喷涂一下。喷好后闪干进行第二遍湿喷，要求有足够的光泽度，饱满度，并且油纹要漂亮。喷完后，闪干五至八分钟进行第三遍喷涂（注意第二遍清漆不能喷流）。第三遍同样采取湿喷，达到一个比第二遍更好的一个效果。喷完后做一个效果观察，需要立马修补，在没有干燥的情况下迅速做一次局部修饰喷涂（闪干后不能）。喷完后，再做一次观察，确定无误后，喷涂完毕。然后再等其稍微干燥撕边，把喷涂最边缘胶带撕掉防止咬边，造成整个喷涂的失败。撕掉边后，那么整个喷涂工艺基本完工。下面就是抛光了，当清漆层喷完后在自然条件下必须要经过八个小时后才能进行抛光。用烤灯六十度的湿度要烤三十分钟左右，才可以进行抛光作业。

第二天上午我开始进行抛光。抛完之前，我们先要做一个全面观察，观察缺陷种类、分布、程度，再开始进行施工。第一次对胶条、玻璃做好防护，然后采

用一千五百#砂纸进行寻找缺陷、打磨，一般情况下抛光处理的面漆问题有鱼眼、尘点、流痕、桔皮。我们一一找出其缺陷，用砂纸先做好记号，借助光的反射给我信号，让我快速的找出缺陷部位，同时也要用手摸，禁止用水清洗，影响我观察的视线造成遗漏，影响整个质量。我在查找时，从不同角度去看，基本一小块一小块进行查找，防止遗漏。找完缺陷后，我就进行全面打磨砂光处理，把每个缺陷打磨到位，打磨平整，注意不到磨穿清漆层。打磨完缺陷后，我对整块钣件做一次砂光处理，把桔皮打磨掉，边角部位可以不用打磨，同样这也是视情况而定，打磨完整块钣件后，用干毛巾擦拭一遍。然后才进行机械抛光，抛光时我同样采用小块小块进行，把每一块抛光到位，达到一个镜面效果，从上到下、从大到小的抛光原则，依次把整块钣件进行抛光。我们用的抛光蜡是G3研磨膏，处理效果非常好，整个抛光过程大约用了两个小时。就这样抛光也结束了，最后做了一个施工质检，检查一下是否还存在缺陷，确认无误后便可以交车。

钢管拱桥喷涂防腐施工工艺 篇7

太平湖大桥位于安徽省黄山市太平县广阳乡朝阳村,全长504 m,宽30.8 m。主拱肋选用金属热喷涂铝防护(涂层厚度150μm,位于设计水位以下部分厚度250μm),外涂封闭漆二道(涂层厚度60μm),中间漆二道(涂层厚度100μm)和面漆二道(涂层厚度80μm)的防腐涂装体系。

桥面系钢横梁、钢纵梁、集水管(泄水管)等采用LS-1水性无机富锌底漆二道(涂层总厚度100μm)、环氧云铁中间漆二道(涂层总厚度80μm)和面漆二道(涂层总厚度80μm)的防腐涂装体系。

内防腐采用表面处理后喷涂20μm的硅酸锌底漆。

2 外防腐施工程序及工艺要求

主拱肋外表面防腐的施工程序为:

喷砂除锈Sa3级※清扫脱脂检查合格※喷铝150μm(分三道喷涂)※检查合格※刷环氧树脂封闭漆二道※检查合格※环氧云铁中间漆二道※检查合格※丙烯聚氨酯铝粉漆二道※检查合格自检※联合检查验收。

2.1 喷砂除锈

2.1.1 喷砂标准及工艺要求

1)喷砂标准。太平湖大桥钢结构需喷砂的质量级别为GB 8923-88标准Sa3级,即彻底除去金属表面的油脂,氧化皮锈蚀产物等一切杂质,表面无任何可见滞留物,呈现均一的金属本色。喷砂处理后的金属表现应是均匀的粗糙面,粗糙度RZ40-80μm。

2)工艺要求。喷砂在太平湖专用喷砂棚内进行,喷砂棚内配备通风、吸砂、吸尘与喷砂设备。喷砂用固体颗粒、气体等符合GB 9397-1997的规定。喷砂棚内湿度应不大于80%,室内温度要求大于3℃,喷涂施工环境为5℃～35℃,除了以上环境的要求外还要满足以下要求:a.磨料钢玉砂或石英砂的粒度全部通过7号筛,不能通过45号筛,30号余量不得小于40%;b.喷嘴入口最小空气压力0.6 MPa;c.喷枪枪口直径应采用8 mm;d.喷枪与被喷射面的角度为30°～70°;e.喷枪与被喷射面的距离为80 mm～200 mm;f.表面温度不应低于露点以上3℃,环境温度应高于5℃;g.喷砂用的空气要经过过滤,保证不含油脂,水分不超过0.3%。

2.1.2 喷砂施工方法

喷砂施工时,喷砂除锈机械连接调试正常后,在砂罐里面装满砂料、持枪、待砂罐人员做好准备,启动空压机向砂罐送气,待砂罐人员先开送气阀门,使其达到最佳状态,持枪人员选好角度开始进行喷砂施工,每次施工完毕进行自检。

2.1.3 喷射处理的工艺要点和工艺参数

压缩空气工作压力:0.52 MPa～0.7 MPa(5.2 kgf/cm2～7.0 kgf/cm2)为宜,以0.7 MPa为最理想;喷射角度:喷射方向与工件表面法线之间夹角应以15°～30°为宜;喷射距离:喷嘴到工作距离一般取100 mm～300 mm;喷嘴:由于磨损,喷嘴孔直径增大25%时易于更换;磨料粒度:0.5 mm～1.5 mm。

2.1.4 喷砂操作要点

1)喷砂设备尽量接近工件,以减少管路长度和压力损失,避免过多Q的管道磨损,也便于施工人员相互联系。

2)喷射移动速度视空气压力、出砂量及结构表面污染情况灵活掌握,喷嘴移动速度过快,表面处理不彻底,在补喷时会使附近已喷好的表面遭到磨损,且降低工效;喷嘴移动速度过慢,会使工件遭到削弱。

3)料、气比的调节:在喷射过程中控制适当的料、气比例是提高工效、保证质量、降低磨料损耗和节省材料的关键。必须根据空气压力、喷嘴直径、结构表面锈蚀程度、处理的质量、效率等情况而加以合理的调整。

4)喷射顺序:应按先上后下,先边缘后中间的原则,喷枪移动的速度要恰到好处,严禁喷枪在一个点停留。

5)喷射完毕,应用压缩空气吹净表面的灰尘。

2.1.5 喷射作业的安全防护的要点

喷射作业的安全和防护应该包括两个方面:喷射设备的安全可靠性以及作业人员个体防护的完整有效性。喷射作业是在一定压力下工作的,喷射时设备的各有关部件必须具有足够的耐压强度,其中磨料罐必须有劳动安全部门签发的设计许可证的单位设计,由有压力容器制造许可证的工厂制造。使用过程中,不得随意在磨料罐上施行焊接和切割等影响其强度的任何作业。无关人员必须远离工作场所。喷射时喷嘴不能对人,喷射人员与管理砂罐人员之间,在喷射开始,停止或调整出砂量时,必须有简单明了的信号,而且操作者必须采取全身防护。

2.1.6 喷砂要求

根据Sa3标准,钢结构表面达到彻底除掉表面上的油脂、氧化皮、锈蚀产物等一切杂物,表面无任何可见残留物,呈现均一的金属本色,并有一定的粗糙度。

2.2 电弧喷涂

1)必要的工艺试验,以便确定喷涂施工技术参数并选择合理的机械设备组合。喷涂施工技术参数主要是单枪喷涂速度、每次喷涂厚度、喷涂夹角、喷涂间距、喷嘴型号、空气压力和重叠面积等,以保证喷涂层平整、光洁、均匀、粘结性良好,并达到设计要求。

2)喷涂前用干净的高压空气吹去经过喷砂处理的基层表面的灰尘,经喷砂的钢结构表面应尽快进行喷铝,其间隔时间愈短愈好。

3)电弧枪出口处与工件表面距离在80 mm～200 mm之间。喷枪与工件的夹角大于60°。喷枪移动速度要根据涂料层厚度的要求调整。

4)分区域喷涂时,应注意要有50%左右的搭接幅度,电弧喷涂采用单枪一次到设计厚度时,容易造成涂层结合力下降和厚度不均匀现象,故喷涂厚度的形成用多次喷涂或双枪同时喷涂达到设计要求。

5)喷涂过程中严格抽检制度,检查涂膜的厚度,必要时要检测附着力,以便发现质量问题的处理。

6)采取隔离等有效防护措施,防止喷砂,喷漆等四处飘散,污染环境或引起安全事故。

2.3 钢横梁、钢纵梁防腐

1)根据设计要求,钢材表面除锈等级达到Sa2.5级,粗糙度RZ40-70μm。2)钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆层等附着物,任何残留的痕迹应仅是点状或条纹的轻微色斑,具体施工方法同上。3)油漆的封闭采用高压无气喷涂施工,防腐结构为LS-1水性无机锌底漆二道,共100μm;环氧云铁中间漆二道,共80μm;脂肪族聚氨酯面漆二道,共80μm;具体施工方法同上。

3 内防腐施工

钢材内表面除锈等级达到设计要求,采用一般喷漆20μm硅酸锌底漆一道。由于施工面狭小,钢管内防腐必须喷涂均匀,涂层间搭接宽度不小于5 cm。

4 封闭涂料施工

本工程采用高压无气喷涂机喷涂施工,涂层必须光滑平整,色泽一致,无气泡,流淌等缺陷,厚度达到设计指标,并均匀一致,无针孔。环氧树脂封闭涂料二道,共60μm;环氧云铁中间漆二道,共100μm;丙烯酸聚氨酯铝粉面漆二道,共80μm。

高压无气喷涂机喷嘴与喷面距离:

平面:250 mm～400 mm,圆弧度:400 mm。角度:0～80″,粘度:15 s～35 s内。涂料搅拌均匀,无杂质。

5 施工中注意事项

1)安全问题。参加喷砂及热喷涂人员需进行岗前培训,熟练掌握施工操作规程,并在施工中严格执行各项安全措施。同时,施工中用具在使用过程中要定期检查,防止工具带病作业。

2)健康环保问题。施工人员的健康及施工环境的保护是本工程的工作重点。所有参与防腐作业的人员必须配备充足的劳保用具,并定期对眼、耳、肺等进行身体检查。

喷砂和喷涂对周围的环境影响很大,所以应在封闭的车间内作业,同时做好排风,吸尘抽气等预防工作,防止危及施工人员和污染周边环境。

6 结语

对钢管拱桥进行除锈防腐是钢结构桥梁中一道重要的施工工序。其关系到大桥建成后的保养成本及使用寿命,本文通过工程实例为同类桥梁的施工提供一些借鉴。

摘要：以太平湖大桥防腐涂装工程为例,介绍了钢管拱桥喷涂防腐施工工艺,分别对外防腐施工程序及工艺要求和内防腐施工工艺进行了具体阐述,并提出了施工中注意事项,为同类桥梁的防腐施工积累了宝贵经验。

关键词：钢管拱桥,防腐施工工艺,工艺要求,注意事项

参考文献

[1]GB 9795-88,热喷涂铝及合金涂层[S].

[2]GB 9796-88,热喷涂铝及合金涂层实验方法[S].

[3]GB 8923-88,涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈的等级[S].

[4]GB 9793-1997,金属及非金属覆盖层—热喷涂锌、铝及合金[S].

美国军用飞机机身喷涂概览 篇8

作用明显的机身喷涂

各国飞机的机身喷涂虽然各自不同，但产生的原因却基本一样：一是喷涂上代表国籍的标志以利敌我识别；二是希望这些喷涂能够在战场上吓退死神，给飞行员带来好运气；三是彰显飞行员的个性、战斗决心、对敌人的嘲弄和揶揄，表达被战争环境压抑的其他情绪。机身喷涂的实际功用也有三点：一是保护机身金属材料不被腐蚀；二是采用与天空颜色接近的保护色迷彩或变形迷彩，降低飞机的肉眼可视度；三是喷涂能够吸收电磁波或可见光的高科技材料涂层加强隐蔽伪装，降低敌方侦察设备的发现概率。

一成不变的识别标志

一战期间，英国空军为辨别敌我，首先在飞机机翼下面两端各涂上一面联合王国国旗，其他参战国也相继在飞机上涂上各自的识别标志。此后，世界各国均规定了本国的军用飞机识别标志。美军的机身识别标志从设计成型到现在一直没有改变过：蓝圈底色上面的一颗白色五角星，两侧各有一个蓝框白底中间加一红色条纹的长方形。根据飞机的不同型号，识别标志喷涂在机身后方、机翼或尾翼上。

好色率性的机头涂鸦

在喷涂识别标志的基础上，美军开始发挥想象，在机身上喷涂其他文字和图案。二战开始时，美国航空志愿队在中、缅参战时，把P-40飞机机头下方散热器进气口两侧就势描绘出一个血盆大口，使飞机从侧面看起来象一条凶猛的鲨鱼。据考证史料，这应该是美军第一件喷涂艺术品。二战到朝鲜战争期间，美国陆战航空队的机头文字和绘画发展到极致，表现了机组人员（往往是机长）最渴望、最欣赏的，哪怕是最见不得人的想法。比如：表现对母亲、妻子、女友的怀念，代表作是用原子弹轰炸广岛的B-29“伊诺娜·盖伊”号，即用飞机机长蒂贝茨上校的母亲命名；表现喜爱的电影明星，B-29曾喷涂“20世纪福克斯公司”的标志；表达对自己、对长官的调侃，B-29曾喷涂“五星上将尼米兹”艺术字；表达对敌人的揶揄、嘲弄，B-29曾喷涂天皇裕仁的漫画，并标注“我们的麻烦？”字样；喷涂卡通人物，比如大力水手、唐老鸭、米老鼠的形象。二战期间美军飞机机头涂鸦有的还画有日本、纳粹德国旗帜，每击落1架敌机，就画1面这个国家的旗帜，所以，“战绩图”也算机头艺术。还有的“战绩图”上画的是炸弹和骆驼，一颗炸弹表明一次攻击行动，一只骆驼表明一次驼峰飞行（陆军、空军空运队的飞行任务名）。

美军机头喷涂中，数量最多的是裸体和半裸体女人的形象，表现飞行员对生命、和平的渴望，临摹的是美国杂志和书刊的彩色插图PIN-UP（美女图）。二战时期，美国陆军航空兵高层认为机头艺术可以提高士气减轻战争压力，在1944年颁布了第35-22条令，允许和默认机头喷涂。由于缺乏对那些机头艺术家和机组人员疯狂想象力的有效克制手段，使得机组人员在选择图案时越来越倾向于表现具有色情意味的野性狂热。当时的好莱坞女演员丽塔-海华斯就是机身涂鸦中的“常客”，女演员塔娜卡·特迈特、“瓦尔加独臂女郎”也都登上过美军飞机机头。

丰富多彩的队徽标志

队徽标志是美军飞机的另一大特色，带有一点官方色彩。一枚队徽代表一个飞行单位，一般从航空队（军级单位），到大队、中队都有，和美职业篮球队的队徽一样。从1939年开始，沃特·迪斯尼和他的艺术家应军方要求，为各级各类飞行队设计和绘制徽章。他们设计的队徽一改军队保守呆板的徽章制作传统，重点突出幽默滑稽和勇往直前的军队精神。二战结束时，迪斯尼的5个主要人员设计了超过1200个单位的徽章，而从来没有向政府和军队要一分钱。比较有代表性的是参加过腾冲战役的第14航空队第27空运中队队徽，这枚圆型徽章画的是一个可爱的鸡蛋卡通人，挂着降落伞在群山中降落的图案。据说国民党“飞虎队”的队徽不仅是美国卡通王国迪斯尼公司设计绘制的，而且还是老板沃特·迪斯尼提笔亲自上阵免费设计的。

种类繁多的迷彩喷涂

美军飞机机身传统的喷涂颜色一般是低可视度铅灰色，随着军队建设和科技的发展，美军逐渐采用个性鲜明、种类繁多的迷彩涂装。美军的迷彩涂装标准称作《595联邦色彩标准》，简称FS标准，用FS+五位数字表示，比如：FS36081，其中3表示亚光灰色，6081是颜色代码（第一位数1表示光泽颜色，2表示半光泽颜色；第二位数字代表不同的色系，比如4代表绿色系，5代表蓝色系，6代表灰色系等）。美军飞机历史上使用了多套迷彩涂装方案，每套迷彩方案也有自己的标准称呼。使用深舰灰、绿、浅绿色的欧洲Ⅰ号方案，是美国空军在欧洲战场的迷彩涂装，也是空军战术部队的主要迷彩，代表机型是A-10“雷电Ⅱ”攻击机、F-4、A-37、A-7、C-141、C-130、C-5等等；使用中舰灰、中灰、深幽灰、浅幽灰、深舰灰的空军空中优势迷彩，代表机型有F-16的“埃及Ⅰ”迷彩、F-4G的“高地Ⅱ”迷彩，以及F-4G“野鼬鼠”、AC-130、F-15E和“响尾蛇”导弹等；使用原野绿、红土褐、浅绿、机腹灰的南亚迷彩方案，是美国空军在越战中的标准迷彩，1966年开始使用，代表机型有F-4“鬼怪”、F-105、A-7、AC-47等，使用浅鸥灰、白、灰色的海军标准方案，上面机身是灰色，下面、活动舵面是白色，使用的是1开头的光泽涂料，使飞机更加光彩夺目；使用蓝灰、浅灰、深幽灰、浅幽灰、浅鸥灰色的海军、陆战队低可视度迷彩，美国海军航空兵现有作战飞机和陆战队AV-8B使用这种涂装；使用橄榄褐的美国陆军航空兵迷彩，从二战时期的B-17到最先进的“科曼奇”，几乎全是这种颜色。

严格正规的飞机编号

从1962年开始，美军对军用飞机采取统一的编号方法，用来区分各种战机。美军飞机编号一律使用字母加数字表示，喷涂在垂直尾翼上，从中可以看出该机所属部队、驻扎基地等信息。尾部的两个大写字母称作尾码，大小随飞机的大小而不同，在教练机等较小的机体上高度为15英寸，在F-15等战机上高度为24英寸，在大型运输机上的高度为36英寸。尾码一般是按照基地来设置的，在同一个基地内的军机一般使用同一尾码，因而通过尾码能识别军机的基地。尾码的另一个作用是代表该机的无线电呼号，即英文字母加上编号的后三位数字，编号后三位数字的字体也因此要大一些。尾码下面是飞机的编号，也叫服役号、系列号。美国空军使用飞机编号始于1912年，1921年加上了财务年号，并沿用至今。现在美军飞机编号的格式是AFXX-YYYY，其中AF是指空军，XX是飞机交付时财务年度的前2年，YYYY是那年度交付飞机的流水数字，形式一般是AF叠在XX上方，YYYY用比“AF”和“XX”大一倍的字体标出。尾码的两个英文字母一般是所驻扎基地的英文名称，比如AV代表意大利阿维亚诺，EL代表阿拉斯加的艾尔门多夫，LN代表英国拉肯希思，WA代表内华达州内利斯。此外一些空军飞机的后部的机身上有一个涂装标牌，指出涂装的日期和地点，以及机身各区域所用的涂料的FS色彩编码。美军飞机垂尾上还喷涂有识别带，用来区分相同基地中的不同中队。识别带的颜色主要是红黄蓝绿白黑等常用色彩，一个中队用一种或两种组合颜色，有些中队还在识别带中加上中队的徽章或绰号。此外，一些州的空中国民警卫队采用的是当地的州旗来作为识别带，一些飞行中队使用特殊的色带，比如391战机中队的F-15E战机垂尾使用虎纹识别色带。有些机体垂尾无识别色带，有些战机则在垂尾识别色带涂上整个联队的色彩。

喷涂传统延续至今

虽然在越战期间美军的机头涂鸦已经很少见到，但是飞机喷涂的传统一起延续至今，情色图案也仍然是美国大兵的最爱。在海湾战争期间，美国空军的飞机又出现了机头绘画，例如驻扎在沙特基地的A-10攻击机中队。但为了防止引起反感，喷涂裸体女人图案的美国飞机在返回基地后必须在机头上罩上布罩。此外，“战绩图”式喷涂也已经有了新发展。据美国“战略之页”、英国《飞行国际》网站报道，在安德鲁斯空军基地2009年举行的一次公开展示活动中，美军一架EA-18G“咆哮者”电子战飞机上曾喷涂了一个F-22战机的图案，以此纪念在演习中击落号称从无败绩的F-22的辉煌经历。据该机驾驶员透露，这架EA-18G曾前往内利斯空军基地参加美国空军联合军演，并在演习期间取得了“击落F-22的战果”。

我军机身喷涂特点

我军歼-8系列之前各种型号的军用飞机为应对核大战，几乎都喷涂成白色，机身也很简洁，只喷涂识别标志和编号。我军飞机的识别标志是在红五角星内印金色“八一”两字，两侧各配一条镶有金黄色边沿的红带。“八一”表示人民空军是中国人民解放军的一个组成部分，两侧的红色长带表示战鹰展翅。后来随着战争形态的转变，我军机身喷涂也积极顺应时代潮流，在功能和样式上不断更新。歼-10、歼-11等三代战机开始采用低可视度的铅灰色迷彩喷涂，八一飞行表演队新列装的歼-10喷涂红白蓝三色。未来我军机身喷涂也将借鉴美军先进经验，向现代化标准化、多样化发展，一方面采用更多类型的迷彩喷涂，是适应不同的作战环境，另一方面设计反映各飞行部队特点的队徽，推进军队文化建设，起到鼓舞士气、展示形象的作用。