焊縫液體涂層：設(shè)備、工藝和故障排除

焊縫液體涂層：設(shè)備、工藝和故障排除

(1)滾涂設(shè)備 焊縫內(nèi)涂裝置，有一個(gè)涂料盒裝在與焊臂相連的涂料臂上，當(dāng)罐身在被焊接后，由傳送帶運(yùn)送到涂料輪處，進(jìn)行焊縫補(bǔ)涂，此種方法是將液體涂料通過(guò)一個(gè)滾輪抹到罐身焊縫上，滾輪由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，滾輪的涂料量可通過(guò)一個(gè)刮料器控制，同時(shí)涂料輪表面被加工成不同的曲線，以達(dá)到控制液體涂層的厚度的目的，此涂料輪系統(tǒng)裝在一個(gè)涂料盒中，涂料盒中的涂料由一涂料罐通過(guò)氣壓輸送，并帶有涂料液面檢測(cè)裝置，以控制涂料罐供涂料到涂料盒的涂料量。滾涂輪的補(bǔ)涂表面做成不同的曲線，有凸起的曲線，直線和凹下的曲線，以控制涂層的厚薄外滾涂焊縫補(bǔ)涂，涂料盒裝在一個(gè)支架上，涂料液控制非常簡(jiǎn)單，利用涂料瓶?jī)?nèi)外壓力平衡的原理，保持涂料盒中的涂料液面為常量(見(jiàn)圖3-70)。大部分焊縫的外補(bǔ)涂，采用滾涂補(bǔ)涂裝置，與焊縫無(wú)氧保護(hù)工藝共同作用，使罐身焊縫美觀防銹。外焊縫補(bǔ)涂裝置見(jiàn)圖3-71,包括涂料盒，罐傳送帶，控制系統(tǒng)。液體涂料附件見(jiàn)圖3-72。

(2)噴涂設(shè)備 無(wú)空氣噴涂系統(tǒng)，大部分廠家所用內(nèi)焊縫液體補(bǔ)涂設(shè)備，一般由美國(guó)NORDSON公司發(fā)明的系統(tǒng)再改進(jìn)后制成，主要部件由氣壓涂料泵(氣壓液壓比1:16),過(guò)濾器、涂料加熱器、涂料液壓調(diào)壓閥、噴槍、噴嘴及循環(huán)閥組組成一個(gè)閉合循環(huán)回路，并由電器控制系統(tǒng)控制涂料加熱器溫度和噴嘴的噴涂開(kāi)關(guān)時(shí)間。此補(bǔ)涂過(guò)程是將液體涂料通過(guò)一個(gè)特殊噴嘴，將涂料霧化噴出，噴到焊縫上，可通過(guò)調(diào)整噴嘴孔的大小，涂料的黏度，涂料溫度，噴涂壓力，稀釋劑等，來(lái)達(dá)到良好的補(bǔ)涂效果，噴嘴分有空氣霧化和無(wú)空氣霧化。無(wú)空氣噴涂原理見(jiàn)圖3-73。涂料黏度，要根據(jù)涂料廠商提供的數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)效果來(lái)配制。黏度的測(cè)量，一般用DIN4號(hào)黏度杯(體積100mL,4mm的孔，環(huán)境溫度20℃),計(jì)算液體涂料流完的時(shí)間來(lái)計(jì)算涂料的相對(duì)黏度。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)整方便，覆蓋效果好，特別是配高速焊機(jī)，通過(guò)選擇不同的噴嘴，可適應(yīng)大部分涂料。缺點(diǎn)是在應(yīng)用有些涂料時(shí)，噴嘴的小孔易堵，所以要有良好的過(guò)濾器。噴涂過(guò)程見(jiàn)圖3-74,噴涂處過(guò)噴抽風(fēng)系統(tǒng)見(jiàn)圖

3-75。涂料泵將涂料吸進(jìn)管路(見(jiàn)圖3-76)后，壓力可增加到2～4MPa。噴涂系統(tǒng)主要部件如下：

①液體涂料增壓泵：用氣壓帶動(dòng)活塞氣缸上下沖程運(yùn)動(dòng)，以16:1的比率將液體涂料增壓到要求的壓力，一般在2～4MPa,根據(jù)補(bǔ)涂寬度，由所選噴嘴，液體涂料的黏度，涂料溫度決定。

②涂料加熱器(見(jiàn)圖3-77):稀釋液體涂料黏度，使涂料噴出后，固體含量增加，增加溶劑的揮發(fā)速度，減少涂料的表面張力，提高涂料層的附著力。所以，液體涂料管路系統(tǒng)通常都是循環(huán)閥特別值得說(shuō)明的是，無(wú)空氣噴涂噴嘴(見(jiàn)圖3-81),工作時(shí)，它裝在噴槍上。它的頭部，由硬質(zhì)合金材料制成，經(jīng)特殊加工方式制成的特殊形狀的小孔，使液體涂料經(jīng)過(guò)噴嘴的特殊的孔，在高壓下形成扇形霧化，此噴嘴被制成多種樣式和不同的孔徑，以適應(yīng)不同的涂料。它的小孔形狀有三種形式：

①標(biāo)準(zhǔn)型(S-standard)。此噴嘴孔帶有“貓眼形”小孔，此噴嘴噴出的涂料帶有霧化扇形，但有些過(guò)噴，僅適合某些液體涂料。

②十字交叉型(X-cross-cuts)。此噴嘴帶有一方形孔，此噴嘴噴出的涂料霧化扇形清晰，對(duì)各種涂料有較高的適應(yīng)性，涂層具有更均勻的分布。對(duì)有些涂料此噴嘴的補(bǔ)涂效果好于標(biāo)準(zhǔn)型噴嘴，但對(duì)有些特殊的涂料效果相同。

③流涂型(F-FLOW-COATING):此噴嘴補(bǔ)涂效果最好，噴涂應(yīng)用時(shí)，清潔干凈，過(guò)噴少，覆蓋效果好，可用高黏度涂料。它既適合傳統(tǒng)涂料，也適合一些專用液體涂料。當(dāng)噴嘴在長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用后，會(huì)磨損，但不同的噴嘴，不同的涂料效果不同。標(biāo)準(zhǔn)型噴嘴磨損后，流速增加，扇形變窄。十字交叉型噴嘴磨損后則不同，流速增加，但扇形變寬?？勺晕倚拚?。在選擇噴嘴型號(hào)時(shí)，要根據(jù)所用不同的液體涂料，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果確定，或根據(jù)液體涂料的供應(yīng)商來(lái)提供型號(hào)。

另外，在噴涂涂料系統(tǒng)中，當(dāng)每次換不同的涂料時(shí)，要清洗管路，閱讀有關(guān)涂料的說(shuō)明，用適當(dāng)?shù)南♂寗?，避免不同的液體涂料反應(yīng)產(chǎn)生不同的或錯(cuò)誤的稀釋劑，產(chǎn)生不良的效果。給調(diào)試和最終的補(bǔ)涂效果帶來(lái)不良的效果。

(3)液體涂料的烘烤固化工藝 在液體涂料補(bǔ)涂到焊縫區(qū)域后，要進(jìn)行涂料的固化工序，使涂料得到聚合。涂料補(bǔ)涂后的保護(hù)作用，也受烘烤固化溫度和時(shí)間的影響。特別是用于121～129℃高溫殺菌且持續(xù)90min加熱的食品，其固化過(guò)程更不容有絲毫的疏忽。

烘烤固化裝置由烘爐和傳送帶組成，即傳送帶輸送補(bǔ)涂好的罐身，以一定的速度通過(guò)烘爐并保持一定的時(shí)間，烘爐的熱空氣使涂料固化，形成化學(xué)性能穩(wěn)定的涂料層。烘爐兩端可將揮發(fā)的溶劑抽走，如圖3-82所示。液體補(bǔ)涂涂料的烘烤補(bǔ)涂過(guò)程一般分兩個(gè)過(guò)程：

①溶劑揮發(fā)過(guò)程：此過(guò)程為物理反應(yīng)。即補(bǔ)涂到罐身焊縫處的涂料層，其中的溶劑在烘1 P=爐的烘烤過(guò)程的初期，涂料的固體成分沒(méi)有固化前，要充分地得到揮發(fā)。否則，如果涂料的涂層表面開(kāi)始固化后，溶劑還沒(méi)有揮發(fā)完，則繼續(xù)揮發(fā)的溶劑會(huì)在固化的涂層表面形成氣泡，破壞涂料保護(hù)層。

②涂料固化過(guò)程：此過(guò)程為化學(xué)反應(yīng)，即補(bǔ)涂到罐身焊縫處的涂料層，在其中的溶劑充分揮發(fā)完后，其固體含量在烘爐的高溫下，持續(xù)10～20s的聚合反應(yīng)(不同的涂料，性能不同),由低分子化合物聚合為高分子化合物，使涂料的涂層具有高分子化合物的特性，達(dá)到防銹耐腐蝕的目的。烘烤固化后涂料厚度的分布如圖3-83所示。

經(jīng)驗(yàn)表明，每烘烤1μm厚的液體涂料涂層，大約需要1s的烘烤時(shí)間。在采用改進(jìn)后的溶劑配方，在保證涂料所需的熔錫溫度，而涂層又沒(méi)有氣泡的條件下，可減少30%的烘烤時(shí)間。

液體涂料的烘烤固化曲線，在初期為溶劑揮發(fā)期，較低的溫度。后期為固化期，溫度較高，如圖3-84和圖3-85所示。

在烘烤過(guò)程中，溫度和時(shí)間是重要參數(shù)。烘烤固化溫度高可能導(dǎo)致以下結(jié)果：

—涂料層可得到良好的固化。

—補(bǔ)涂層易形成氣泡。

—容易使外部印鐵層變色和罐在輸送中外部被擦傷。

—固化時(shí)，可縮短烘烤時(shí)間。烘烤固化時(shí)間產(chǎn)生的影響如下：

—在烘烤固化時(shí)不易起氣泡，補(bǔ)涂層固化效果良好。

—有利于后續(xù)工藝，如高溫殺菌。

—液體涂料層涂膜厚度適當(dāng)。

—烘烤固化設(shè)備可使用較低的溫度，有利于設(shè)備的壽命。

補(bǔ)涂烘烤期間，涂料帶的分布情況，液體涂料的涂料層，實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)還是有較大的不同，特別是焊縫區(qū)域較薄(見(jiàn)圖3-86)。

(4)液體補(bǔ)涂帶的烘烤固化工藝常見(jiàn)問(wèn)題

①補(bǔ)涂帶偏離。由于罐傳送帶調(diào)整不好，或兩傳送帶之間銜接不好，造成罐身在傳送帶上轉(zhuǎn)動(dòng)，使噴嘴或內(nèi)滾涂輪不能對(duì)準(zhǔn)焊縫，造成補(bǔ)涂帶偏離(見(jiàn)圖3-87),涂層保護(hù)效果不好。解決方法，耐心調(diào)整傳送帶，使罐身在傳送帶上運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)。

②出現(xiàn)異常的4種情況。

a.固化后涂層太?。涸?，如補(bǔ)涂時(shí)，濕的涂層厚度正常，固化后涂層薄，液體涂料的固體含量太低，則要增加涂料的固體含量?；蛟黾油苛橡ざ?。對(duì)滾涂，選擇厚補(bǔ)涂曲線滾輪。對(duì)噴涂，適當(dāng)增加涂料泵壓力和涂料加熱器溫度，或換大一號(hào)的噴嘴?；驕p慢罐傳送帶的速度。

b.固化后涂層多孔(微型氣泡):原因是烘烤固化的速度太快，涂料沸騰，產(chǎn)生氣泡和水皰型式的微孔。解決方法，減慢固化速度，即減慢烘烤固化設(shè)備傳送帶的速度，降低加熱固化裝置前段加熱烘爐的溫度，使加熱溫度逐漸上升。

c.涂層帶有氣泡：在溶劑沒(méi)揮發(fā)完，或在噴涂時(shí)，涂層產(chǎn)生的氣泡，如固化速度固化太快，表面涂層開(kāi)始固化，但溶劑繼續(xù)揮發(fā)或補(bǔ)涂的氣泡沒(méi)有消除，則在固化的涂層表面留下氣泡和小孔。另外，如果應(yīng)用錯(cuò)誤的溶劑，如普通油漆用天那水或香蕉水，由于這些溶劑揮發(fā)較慢，則液體補(bǔ)涂帶固化時(shí)也容易有氣泡，并且很難消除，如圖3-89所示。

有時(shí)在焊縫上形成氣泡，如圖3-90所示。原因是焊縫太熱，涂料的黏度有點(diǎn)高。解決方法，焊后加冷卻裝置，或降低一點(diǎn)黏度。

d.馬口鐵邊緣焊縫區(qū)覆蓋不好：焊接的質(zhì)量對(duì)液體涂料涂層的保護(hù)影響很大。此故障的原因及解決方法：|焊縫有飛濺，稍微增加焊縫搭接量，或減少焊接電流，從而使焊縫光滑，有利于焊縫補(bǔ)涂；涂料黏度不夠。解決方法，增加涂料黏度，及相應(yīng)增加涂料溫度。

③過(guò)噴。在焊縫補(bǔ)涂帶的外面有一些過(guò)噴的涂料，這樣將影響美觀(見(jiàn)圖3-91和圖3-92),有時(shí)這些涂料不易固化。原因及解決方法：1液體涂料的黏度太低，應(yīng)提高黏度；2噴嘴的型號(hào)不對(duì)，即所選噴嘴的型號(hào)噴寬度太窄，造成噴嘴到焊縫的距離太遠(yuǎn)，從而使霧化的涂料散落到罐身的其它處。選擇用正確的噴嘴型號(hào)。

④噴濺。補(bǔ)涂帶太細(xì)，并伴有兩端飛濺(見(jiàn)圖3-93)。原因及解決方法：1、噴涂壓力太低或管路堵塞，提高壓力。檢查管路；2、涂料黏度太高。應(yīng)降低黏度，提高涂料加熱器溫度；噴嘴離罐身太近。應(yīng)調(diào)高噴嘴。