1、引言

华体会体育hth首页自20世紀70年代末被廣泛推廣應用以來，在我國已有3O餘(yu) 年生產(chan) 和施工的曆史。在粉末施工過程中出現了許多問題，“縮孔”是华体会体育hth首页塗裝過程中常見的漆膜弊病之一。究竟是怎樣產(chan) 生“縮孔”的？應如何避免？現在普遍認為(wei) 是工件或壓縮空氣中有油而導致的“縮孔”，作者認為(wei) 有很深的理論問題亟待探索。在塗裝生產(chan) 過程中發現，無論壓縮空氣還是工件前處理的質量均能夠滿足塗裝要求，但仍出現縮孔，按照傳(chuan) 統理論對前處理及壓縮空氣的除油設備進行徹底檢查和整改，起色不大。另外一種說法是粉末生產(chan) 過程中混進了油，但通過試驗發現並非如此。作者產(chan) 生了質疑，進而進行了理論探討，提出了“反離子流衝(chong) 擊”理論和“感生電場”理論，對“縮孔”產(chan) 生的原因作了詳盡的解釋，列出了產(chan) 生“縮孔”的各種影響因素，並提出了解決(jue) 措施。使“縮孔”這一缺陷得到了最大程度的控製，並取得了良好的經濟效益。

2、產(chan) 生“縮孔”原因的探討

由靜電學可知，帶電的孤立導體(ti) 表麵電荷的分布與(yu) 表麵曲率半徑有關(guan) ，曲率最大處(即表麵最尖銳的地方）的電荷密度最大（見圖1），附近空間的電場強度也最大，當電場強度達到足以使周圍氣體(ti) 產(chan) 生電離時，導體(ti) 的尖端就會(hui) 放電。如果是負高壓放電，離開導體(ti) 的電子將被強電場加速，使之與(yu) 空氣分子碰撞，使空氣分子電離產(chan) 生正離子和電子。新生的電子又被加速碰撞，使空氣分子形成一個(ge) “電子雪崩”過程。電子的質量很小，當它衝(chong) 出電離區域後，很快就被比它重得多的氣體(ti) 分子吸引，氣體(ti) 分子成為(wei) 遊離狀態的負離子。這種負離子在電場力的作用下奔向正極，在電離層處產(chan) 生一層暈光，即所謂暈光放電，當粉末通過電暈外圍時，就會(hui) 受到奔向正極的負離子碰撞而充電。

大多數工業(ye) 用华体会体育hth首页是結構複雜的高分子絕緣體(ti) ，隻有當粉末表麵存在適合接受電荷的位置時，負離子才能吸附到粉粒表麵的這個(ge) 部位上。對於(yu) 負離子來說，這個(ge) 部位可以是粉末組成中的正電荷雜質或組成中的位能坑，也可以是純機械性的。但不論哪種機理造成的吸附，對離子來說在每個(ge) 粉粒上的沉積並不容易。粉粒的表麵電阻很高，電荷不會(hui) 因導電而重新分布，所以表麵電荷分布是不均勻的。

2.2 粉末的吸附過程

塗料微粒由於(yu) 電暈放電在電極附近帶上了負電荷。當粉末微粒剛離開槍口時，靠壓縮空氣輸送力吹出，當接近工件（正極）時，靠電場力的導引，使塗料牢牢地吸附在工件上。一般隻需經過幾秒就可使塗層厚度達到50～100μm。粉層達到一定厚度的同時，表麵貯存一層很厚的負電荷屏蔽層，致使後來的負電粒子被排斥回去，塗層不再增厚。至此完成了塗覆過程。

2.3“反離子流”衝(chong) 擊產(chan) 生的“縮孔”

在現實粉末塗裝過程中，經常會(hui) 在漆膜表麵產(chan) 生“縮孔”，其形狀像火山口的小凹坑；發生密度時而稀疏時而集中；發生頻次偶爾或連續。

很多文獻資料均認為(wei) ，壓縮空氣中的油或在华体会体育hth首页生產(chan) 和塗裝過程中混進了油而產(chan) 生了“縮孔”。在生產(chan) 實踐中，作者發現產(chan) 生“縮孔”的原因很多也很複雜，傳(chuan) 統的混油理論並不能涵蓋全部，認為(wei) 同靜電高壓電流輸出的穩定性以及粉末的電阻率和影響電阻率的因素有關(guan) ，這些參數的變化即可導致“縮孔”產(chan) 生的頻次和程度。

在塗裝生產(chan) 線上，在靜電高壓發生器之前，通常要加穩壓器，防止電壓不穩而導致靜電發生器工作狀態不穩。但無論從(cong) 理論或實踐來看電壓的變化是緩慢的，一般的穩壓電源均可滿足生產(chan) 需要；而恰恰相反，雖然電壓尚可保持不變，而電流卻時時在改變。影響因素很多，如工件麵積的改變、槍距的改變、噴粉量的改變、局域電網電流的波動等。如車間同一電網上既連有固化爐，又連有大型衝(chong) 床等頻繁通斷電的大功率設備，由於(yu) 時通時斷進而導致電網電流的突變（電壓基本不變），從(cong) 而影響到靜電高壓發生器內(nei) 電流的突變，進而使噴槍電極針突發浪湧突躍放電，導致電暈放電，驟然強烈，使電暈區氣體(ti) 放電瞬間產(chan) 生高溫、高頻振蕩生成高速旋轉的等離子體(ti) “氣團球”。此時，噴槍相當於(yu) “氣團球”的發射源。這些攜有高能的粒徑大小不等的正離子球體(ti) ，實際上相對於(yu) 負離子來說就是“反離子球體(ti) ”，瞬間在壓縮空氣輸送力和電場力的作用下飛速撞向正在塗裝中的工件（板麵）表麵而發生“空爆”形成“彈坑”－即所看到的“縮孔”，幾乎露底。特別是當接地不良、粉末電阻率高或噴粉層較厚時（包括漆膜較厚的返噴件），遭到這種“反離子流”衝(chong) 擊的幾率更高。

前已述及粉末的荷電及吸附過程。從(cong) 槍口噴出的氣體(ti) 和粉末均是帶正負電荷相等的等離子體(ti) ，帶負電的離子被吸附，而帶正電的氣體(ti) 分子（反離子）則被正極（接地）排斥而被風吸走，這樣帶負電的粉末粒子便源源不斷地吸附到工件上，故平時帶正電的粒子（反離子）很難到達正極（工件）上，也就衝(chong) 擊不了已塗覆粉末的工件；當塗層噴塗一定厚度時，正極被負電荷層所屏蔽，場強削弱，若此時一旦電流突變，就會(hui) 使靜電高壓輸出強烈的電暈放電，使輸出空氣受到高頻振蕩形成微小正離子氣球團（即反離子氣球），於(yu) 是，便飛速奔向正極（接地）並克服微弱的排斥力而撞擊工件表麵，因而形成“縮孔”。

2.4 引發“反離子流”的其他幾個(ge) 重要因素

除上述電流突變而引發“反離子流”衝(chong) 擊導致縮孔的主要因素外，以下幾項仍是“縮孔”產(chan) 生的重要條件。

2.4.1 塗層過厚或返噴件易遭反離子流衝(chong) 擊

當塗層過厚時，粉層內(nei) 含有大量負離子（正電荷來不及中和），其負電性極高，並且屏蔽（削弱）了正電性，使原電場強度減弱，從(cong) 而使粉層吸引正電荷能力增強，而吸引負電荷能力減弱。假若恰在此時由於(yu) 某種因素生成“反離子”氣團球，則由於(yu) 它的表麵正電荷密度高，自轉和前進速度快，無論內(nei) 能還是動能均較大，此時同正極建立起臨(lin) 時靜電場，其方向同槍針負極和工件（正極）所建的電場方向相反。於(yu) 是，這種“反離子”球由於(yu) 異性電荷的吸引而迅速撞擊工件的表麵（見圖2），從(cong) 而使“縮孔”產(chan) 生的幾率增加。即使在正常塗裝生產(chan) 情況下，該現象亦是經常發生，隻不過是較輕，“反離子氣球團”甚至沒有到達工件表麵就被原電場（即槍針對地電場）排斥掉而已。就像流星那樣，在沒有撞擊地球前就在大氣層因燃燒而化掉一樣，隻有少數沒被燒掉落地而撞成隕石坑。“反離子氣球團”流能否衝(chong) 擊工件就看原電場和次生電場力量均衡的結果。如果原電場力很大，“反離子氣球團”就不會(hui) 到達（正極（工件）；如因塗層過厚而削弱原電場強度，而增強了感生電場強度，因此而受到“反離子流”衝(chong) 擊的幾率會(hui) 增大。

原電場與(yu) 次生電場建立示意

另外，返噴件的表麵已塗覆一層較厚的漆膜，根據電阻率與(yu) 所施電壓曲線（見圖3）可知，較高的電阻率有利於(yu) 荷電，但負麵作用也不易於(yu) 釋放電荷。根據可知，減少，可以降低粒子的轉移速度和荷電量，使粉末粒子不至於(yu) 受到強烈排斥而反彈，同時進一步提高了上粉效率；如果E很大，塗層會(hui) 建立起“感生電場”，工件還沒塗覆很多粉末而負電荷密密度區很高，從(cong) 而排斥了後來的荷負電的粉粒而難於(yu) 吸附，隻是粉層很薄。

2.4.2 空氣的相對濕度

並不是說塗層厚就一定產(chan) 生“縮孔”。相對濕度較高的空氣可以降低粉末的電阻率，水分含量過大可消耗部分電荷，使粉層的負電荷能積不高。根據實際生產(chan) 經驗，如果相對濕度低於(yu) 40％，產(chan) 生“縮孔”的幾率比較大。理想的濕度應是50％～65％，塗裝效果較好。
2.4.3 接地不良

接地不良的實質結果是回路電阻增大，使工件難以塗覆。塗後正極電荷中和能力變差，易累積電荷而致使產(chan) 生“縮孔”的幾率增加。
2.4.4 靜電高壓不穩

高壓電纜接頭時接時斷，或限流電阻損壞，工件間斷等均可產(chan) 生“縮孔”。

3、控製“縮孔”產(chan) 生的措施

“反離子流”是粉末塗裝中產(chan) 生“縮孔”的主要根源之一。以上已經闡明了影響“反離子流”衝(chong) 擊的幾個(ge) 主要影響因素。如何防止此類缺陷的產(chan) 生？作者在生產(chan) 實踐中總結了如下經驗，較為(wei) 有效。

(1)穩定電源電流，防止電流突變。在靜電發生器前麵加穩壓器。在開始噴塗前10min打開靜電高壓發生器，對機內(nei) 元件參數工作狀態提前預穩定。

(2)控製環境濕度。縮孔易產(chan) 生於(yu) 北方幹燥的冬春季節，因此要控製好環境濕度。較佳的環境濕度應是50％～65％，環境濕度不宜太小，否則，應在噴房周圍灑水增濕。

(3)盡量降低電壓/電流塗裝。在滿足塗裝質量要求的前提下控製在工藝下限。為(wei) 了減少電流突變，噴塗件要求連續懸掛，盡量使噴塗麵積接近。

(4)加強接地。必須使高壓回零接地；軌道同高壓回零接地，將此兩(liang) 回零線同對外大地公共接線連接在一起，接地電阻不大於(yu) 5Ω。其他設備亦應同大地相接，以利消散電荷。

4、結語

任何理論均來源於(yu) 實踐，反過來又進一步指導實踐。本文從(cong) 生產(chan) 實際出發，提出了“反離子流衝(chong) 擊”理論和“感生電場”理論，以此來解釋為(wei) 什麽(me) 靜電噴塗會(hui) 產(chan) 生“縮孔”和反噴件塗層厚、電壓高易產(chan) 生“縮孔”的機理，並提出解決(jue) 措施。這些措施在長時間的生產(chan) 實踐中得到了驗證，是較為(wei) 有效的和切合實際的方法。上述隻是作者的一些粗淺的理論探索，將在實踐中發現的弊病現象上升到更深層次的理論去認識它，供塗裝界的同行們(men) 參考。至於(yu) 這種理論是否正確，還有待於(yu) 同行們(men) 在實踐中去驗證，對於(yu) 正在發生此類塗裝弊病的企業(ye) 會(hui) 有益處的。