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空氣噴涂的分類及簡(jiǎn)介
一、高壓無(wú)氣噴涂
高壓無(wú)氣噴涂是目前較先進(jìn)的噴涂技術(shù)。它利用特殊形式的氣動(dòng)、電動(dòng)或液動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的涂料泵,將涂料增至高壓后通過(guò)狹窄的噴口噴射,使涂料形成極細(xì)的扇形霧狀,高速噴向工件表面形成涂膜。
通常,在高壓無(wú)氣噴涂過(guò)程中,涂 料經(jīng)過(guò)加壓泵加壓 (0.14~0.69MPa),通過(guò)特 制 的 硬 質(zhì) 合 金 噴 嘴 (0.17~ 1.8mm)噴出,其速度非常高。當(dāng)高壓漆流離開(kāi)噴嘴進(jìn)入大氣后,隨著沖擊空 氣和高壓的急劇下降,涂料內(nèi)溶劑劇烈 膨脹而分散霧化,高速地涂覆在被涂工件上。
高壓無(wú)氣噴涂設(shè)備
1—動(dòng)力源 2—柱塞泵 3—涂料容器 4—蓄壓器 5—輸漆管 6—噴槍
1.高壓無(wú)氣噴涂設(shè)備的分類
1)以動(dòng)力源分為氣動(dòng)式 (壓縮空氣)、電動(dòng)式 (電動(dòng)機(jī)) 和內(nèi)燃式 (汽 油機(jī))三種類型。
2)以單位時(shí)間噴涂量分為大型、中型和小型三種類型 (10L/min為大型,2~8L/min 為中型,1~2L/min為小型)。
3)以壓力分為高壓和超高壓兩種類型。
4)以料的組分分為單組分和雙組分兩種類型。
5)以工藝分為靜電型和加熱型兩種類型。
6)以操作分為固定式、移動(dòng)式和手提式三種類型。
2.高壓無(wú)氣噴涂的優(yōu)點(diǎn)
1)高壓無(wú)氣噴涂比一般噴涂的生產(chǎn)率可提高幾倍到十幾倍。
2)高壓無(wú)氣噴涂的漆霧比空氣噴涂少,反沖力小,工件邊角涂膜均勻,涂料利用率高,且減少了漆霧的污染,適用于高固體含量、高黏度涂料的噴涂,一次可形成較厚的涂膜。
3)由于漆流中沒(méi)有空氣,避免了因壓縮空氣含有水分、油污、塵埃等雜質(zhì)而引起的涂膜缺陷。涂膜附著力好,即使在縫隙、棱角處也能形成良好的涂膜。
4)涂料可直接從大包裝桶汲取,操作可連續(xù),槍不帶壺,質(zhì)量較小。
5)適用于多種基材與不同黏度的涂料,可根據(jù)工件、基材與涂料黏度來(lái)變換噴射口大小和角度。
3.高壓無(wú)氣噴涂的缺點(diǎn)
1)操作時(shí)噴霧的幅度和噴出量不能方便地調(diào)節(jié),必須更換噴嘴才能達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。
2)涂料損耗大,對(duì)環(huán)境有一定的污染,不適宜用于噴涂面積較小的物件。
3)出漆速度過(guò)快,厚度不易控制,費(fèi)料。
4.高壓無(wú)氣噴涂設(shè)備的參數(shù)選擇
(1)噴涂壓力
它是高壓無(wú)氣噴涂時(shí)重要的技術(shù)參數(shù)。噴涂壓力應(yīng)低于該噴涂設(shè)備所允許的最高壓力。雖然提高噴涂壓力可以增加涂料噴出量,在一定范圍內(nèi)可提高噴涂效率,但壓力過(guò)高,對(duì)高壓無(wú)氣噴涂設(shè)備來(lái)說(shuō),會(huì)造成設(shè)備過(guò)早磨損,影響使用壽命。
(2)噴嘴
高壓無(wú)氣噴涂設(shè)備噴嘴孔徑的大小決定了流量的大小,通過(guò)對(duì)噴嘴孔徑和噴幅 (或噴射角度)大小的選擇,可獲得規(guī)定厚度的涂層和合適的噴涂效率。各廠商生產(chǎn)的噴嘴都有一系列的規(guī)格型號(hào),從型號(hào)可以看出噴嘴的孔徑 (或流量)、噴嘴的噴幅與噴射角。
二、空氣輔助無(wú)氣噴涂
高壓無(wú)氣噴涂的局限性可借助空氣輔助系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ),可克服出料過(guò)快、厚度不易控制等缺點(diǎn)??諝廨o助無(wú)氣噴涂利用無(wú)氣噴涂的噴嘴和空氣噴涂的氣帽,讓少量低壓空氣進(jìn)入氣帽兩側(cè),產(chǎn)生均勻的噴幅,使漆霧變得非常柔軟細(xì)膩,可獲得較高的噴涂效率和優(yōu)異的裝飾效果,而且涂料浪費(fèi)最少。該方法綜合了空氣噴涂與無(wú)氣噴涂?jī)烧叩膬?yōu)點(diǎn),適用于噴涂一些固體含量較高的優(yōu)質(zhì)涂料,在不銹鋼基材、鋼木結(jié)構(gòu)行業(yè)頗受歡迎。
空氣輔助無(wú)氣噴涂消耗的空氣量比空氣噴涂低得多,僅為 28.32-74.96L/s;而且采用的流體壓力比無(wú)氣噴涂低,從而最大限度地降低了過(guò)噴量,提高了涂著率和節(jié)省了涂料。
空氣輔助高壓無(wú)氣噴涂工作原理與高壓無(wú)氣噴涂基本相同,只是工作壓力較低,并在泵及噴槍上設(shè)有助噴空氣分配及控制裝置,在噴槍噴嘴外周設(shè)有助噴空氣噴孔,使助噴空氣能包在漆霧的外面,起到輔助霧化的作用。由于工作壓力的降低,出漆量和出漆速度減小,在助噴空氣的作用下,漆霧變得非常的柔軟和細(xì)膩??諝廨o助型無(wú)氣噴槍獨(dú)特的部件是無(wú)氣流體噴嘴和空氣槍帽。無(wú)氣流體噴嘴是用來(lái)霧化涂料的,在較低的流速壓力條件下(一般低于6894.76kPa),形成扇形噴幅,可獲得良好的霧化效果,但噴幅卻不令人滿意,因?yàn)橛辛鲯飕F(xiàn)象存在。為了減少流掛,并輔助霧化,引入了低壓空氣,壓力一般在34.47-127.89kPa之間。
輔助空氣穿過(guò)位于特殊空氣槍帽上的噴氣孔,被導(dǎo)入無(wú)氣噴涂扇形噴幅上,使流掛減少并使噴幅得以完全??諝廨o助無(wú)氣噴涂形成的噴幅是一個(gè)完整的噴幅,霧化良好,過(guò)噴現(xiàn)象減少。由于空氣輔助噴涂比無(wú)氣噴涂的流體壓力低,并低于空氣噴涂要求的空氣壓力,因此空氣湍流小、粒子速度較低。進(jìn)入無(wú)氣液流的壓縮空氣,在較低流體壓力下輔助涂料的分?;蜢F化,由于噴涂粒子的速度比空氣噴涂的低,可形成松軟噴涂,同時(shí)涂膜質(zhì)量也比無(wú)氣噴涂好。這種噴涂系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省涂料,具有較高的涂著率,一般為 25% - 40%。
三、靜電空氣輔助無(wú)氣噴涂
1、靜電空氣輔助無(wú)氣噴涂的特點(diǎn)
靜電空氣輔助無(wú)氣噴涂是將靜電引入空氣輔助無(wú)氣噴涂。靜電空氣輔助噴涂施工使用的是靜電噴槍。其工作原理與傳統(tǒng)方法一樣,也屬于松軟噴涂,涂料的反彈飛散少,比空氣噴涂消耗的空氣更少,將粒子推向工件的速度也低。與無(wú)氣噴涂比較,涂膜的質(zhì)量更好,飛散也少,涂著率在三種靜電噴涂方法中最高,達(dá)到了 55% - 80%。
涂著率的高低取決于噴漆室的空氣流速、空氣壓力、涂料壓力等。靜電噴涂的特點(diǎn)是在空氣輔助無(wú)氣噴涂中引入靜電,具有涂著率高、噴涂更均勻、涂料反彈更少等優(yōu)點(diǎn)。靜電的基本原理是帶負(fù)電荷的物體與帶正電荷的物體相互吸引。因此,在涂料粒子上加負(fù)電荷后,其結(jié)果是使這些粒子被吸引到接地工件上,從而提高涂著率,采用靜電噴涂法可以使涂著率提高一倍。靜電噴槍的特點(diǎn)是高電壓、低電流。任何靜電噴槍都必須使用限流電阻器來(lái)保證系統(tǒng)的安全。
空氣輔助無(wú)氣靜電系統(tǒng)使用限流裝置抑制電流,電源的電壓范圍為 70~100kV。噴嘴電壓總比電源電壓低,噴嘴電壓隨電源電壓、電流及系統(tǒng)電阻的變化而變化。
實(shí)際電流是由噴槍到被噴物體的距離和涂料導(dǎo)電性決定的。高電阻的涂料會(huì)降低實(shí)際電流值,提高噴嘴電壓,而高導(dǎo)電性的涂料將使實(shí)際電流升高并減少噴嘴電壓。噴嘴電壓越高,涂著率也就越高。
2、靜電空氣輔助無(wú)氣噴涂的工作原理
在接地工件與噴槍之間加 7.5×104~1.0×105 V的直流高壓,產(chǎn)生一個(gè)靜電場(chǎng)。當(dāng)帶同 樣極性電荷的涂料微粒通過(guò)一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的噴嘴時(shí),由一個(gè)傾斜的供料環(huán)形通道向多條細(xì)直 線通道供料,于是在細(xì)通道出口處形成無(wú)空氣霧化,在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)條件下產(chǎn)生渦流,從而產(chǎn)生一種軟性霧化良好的圓形噴云??諝廨o助無(wú)氣靜電噴槍利用的最大壓力為 2.5×105 Pa的壓縮空氣,加強(qiáng)了霧化過(guò)程,其霧化的涂料微粒被噴槍噴射到工件上時(shí),經(jīng)過(guò)相互碰撞均勻地沉積在工件表面。那些散落在工件附近的涂料微粒仍處在靜電場(chǎng)的作用范圍內(nèi),它會(huì)纏繞在工件的周圍,這樣,就涂到了工件所有的表面上。因此,噴涂工件時(shí),不必從工件的每個(gè)方向來(lái)噴涂,即使是復(fù)雜的幾何形狀和隱蔽的位置,也只要一次噴涂就可噴好,如在噴涂柵欄、管道、小型鋼結(jié)構(gòu)件、鋼管制品等工件時(shí),最多可節(jié)省 80%的作業(yè)時(shí)間,涂料的利用率高達(dá) 90%,并可顯著提高涂膜表面的質(zhì)量。靜電空氣輔助無(wú)氣噴涂由于具有以上優(yōu)點(diǎn),正逐步取代靜電空氣噴涂和靜電無(wú)氣噴涂。下表列出了三種靜電噴涂性能的比較結(jié)果。
項(xiàng) 目 |
靜電空氣噴涂 |
靜電無(wú)氣噴涂 |
靜電空氣輔助無(wú)氣噴涂 |
涂膜外觀 |
細(xì)密 |
粗糙 |
良好,無(wú)桔皮 |
涂著率 |
好 |
更好 |
最好 |
涂料流量控制 |
低到中 |
高 |
更多控制,更快覆蓋 |
過(guò)噴 |
低 |
少于空氣噴涂 |
最少 |
噴幅調(diào)整 |
有 |
無(wú) |
有 |
設(shè)備壽命 |
長(zhǎng) |
噴嘴磨損率高,泵壽命短 |
噴嘴磨損少,泵壽命比無(wú)氣型長(zhǎng) |
能耗 |
使用大量空氣,霧化流體效率低 |
效率良好 |
最有效霧化,使用空氣少 |
噴涂作業(yè)間維護(hù) |
過(guò)噴最多和形成霧氣 |
過(guò)噴較少,有涂料反彈 |
過(guò)噴和霧氣最少 |
使用靜電空氣輔助無(wú)氣噴涂,可節(jié)約涂料40%,生產(chǎn)率提高,表面質(zhì)量好;同時(shí)噴漆室因過(guò)噴和殘?jiān)臏p少而減少了清理工作量,涂膜的流掛也少,涂膜更為致密,有效地改善了工人的操作環(huán)境。
3、生產(chǎn)中應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)黏度 靜電噴涂對(duì)黏度很敏感,理想黏度為18~30s(涂-4杯)。
(2)電導(dǎo)率 以7~30MΩ·cm最合適。如電阻大,可在涂料中添加導(dǎo)電溶劑,高導(dǎo)電噴槍水性涂料無(wú)限制。
(3)吸風(fēng) 要設(shè)吸風(fēng)裝置。如果噴涂時(shí)無(wú)吸風(fēng)裝置或風(fēng)速小于0.2m/s,涂料噴射時(shí)會(huì)積淀或回彈;風(fēng)速大于0.6m/s,會(huì)使粒子飛出靜電場(chǎng)而減弱纏繞粒子狀況。風(fēng)速以0.4m/s 為佳。
(4)接地 接地不良時(shí),工件充電后,電壓無(wú)回路,會(huì)因高電位、低電位放電而產(chǎn)生火花。
四、 高壓無(wú)氣噴涂與空氣噴涂的比較
空氣噴涂和高壓無(wú)氣噴涂如下圖所示。由兩圖可以看出,空氣噴涂時(shí)氣體在邊角反沖使邊角不易噴到,涂料回彈多;高壓無(wú)氣噴涂直射邊角,涂料回彈少。高壓無(wú)氣噴涂時(shí),起霧少,涂膜均勻一致,減少污染,節(jié)省涂料。
左:空氣噴涂 右:高壓無(wú)氣噴涂
空氣噴涂與高壓無(wú)氣噴涂的比較見(jiàn)下。
空氣噴涂 |
高壓無(wú)氣噴涂 |
以潮濕、寒冷、帶油的空氣作為噴涂的動(dòng)力,常引起在工作表面的灰色和涂膜不平 |
因不用帶油或寒冷空氣作噴涂動(dòng)力,故表面灰色和涂膜不平的現(xiàn)象不存在 |
用壓縮空氣噴涂時(shí),其漆霧是不可避免的,漆霧彌散于空氣中,造成嚴(yán)重的空氣污染 |
無(wú)氣噴涂不用氣,所噴出的漆霧幾乎全部到達(dá)工件表面,幾乎無(wú)漆霧反彈,施工環(huán)境良好 |
只有40%~50%涂料噴到工件上,其他彌散在空氣中,涂料損失嚴(yán)重,費(fèi)用增加 |
80%以上涂料被利用,涂料損失少,涂料利用率提高 30%以上 |
不能使用黏度太高的涂料[一般黏度(涂-4杯)在 23s下],消耗溶劑多,溶劑揮發(fā)和漆霧飛散損害操作者的身體健康 |
黏度(涂-4杯)在35s以下的涂料無(wú)須稀釋即可直接用于噴涂,不存在外加稀釋劑的污染問(wèn)題 |
因強(qiáng)烈的氣流反沖,工作角落和凹凸不平處難于形成均勻的涂膜,造成厚此薄彼 |
無(wú)氣流反沖,工件表面各處均可得到均勻的涂膜 |
因涂料黏度小,一次噴涂難以獲得理想厚度的涂膜,須經(jīng)多道噴涂完成,且稀釋漆料費(fèi)料、費(fèi)時(shí) |
高黏度涂料用于噴涂。一遍即可達(dá)到所需涂膜的厚度 |
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