熱噴涂原理、構(gòu)造及安全防護措施

 一、熱噴涂原理

 熱噴涂是通過熱源將涂層材料（金屬、陶瓷、塑料等）加熱至熔融或半熔融狀態(tài)，借助高速氣流將其霧化并噴射到基體表面，形成致密涂層的工藝，核心原理包括：

 1. 材料加熱：利用火焰（氧-乙炔）、電弧、等離子體等熱源，將噴涂材料（粉末、絲材或棒材）加熱至熔化或軟化狀態(tài)。

2. 霧化加速：通過壓縮空氣、惰性氣體（如氮氣）或等離子氣流，將熔融材料破碎成細小顆粒并加速噴射。

3. 沉積成膜：高溫顆粒撞擊基體表面時發(fā)生塑性變形，冷凝后與基體機械咬合或部分冶金結(jié)合，形成連續(xù)涂層。

 二、典型設(shè)備構(gòu)造與涂層結(jié)構(gòu)

 1. 設(shè)備構(gòu)造（以等離子噴涂為例）

 - 熱源發(fā)生裝置：等離子噴槍通過高頻電源產(chǎn)生電弧，將惰性氣體（氬氣、氮氣）電離形成高溫等離子體（溫度可達10000℃以上）。

- 送料系統(tǒng)：粉末輸送器通過載氣（如氬氣）將噴涂材料送入等離子弧區(qū)。

- 控制系統(tǒng)：調(diào)節(jié)熱源溫度、送料速度、噴涂距離等參數(shù)，確保涂層質(zhì)量。

- 基體預(yù)處理裝置：噴砂設(shè)備對基體表面除銹、粗化，增強涂層附著力。

 2. 涂層結(jié)構(gòu)特點

 - 涂層由無數(shù)變形顆粒堆疊而成，內(nèi)部存在少量孔隙（孔隙率通常1%-15%），致密性隨工藝參數(shù)優(yōu)化可提升；與基體主要通過機械結(jié)合（如噴砂粗化后的錨定效應(yīng)），部分金屬材料可形成冶金結(jié)合。

 三、安全防護措施

 熱噴涂作業(yè)涉及高溫、高壓、電磁輻射等風(fēng)險，需從設(shè)備、人員、環(huán)境三方面落實防護：

 1. 熱源與高溫防護

- 設(shè)備接地：等離子噴涂設(shè)備需可靠接地，防止電弧觸電；火焰噴涂時遠離易燃易爆物品，配備滅火器材。

- 防燙隔離：噴涂區(qū)域設(shè)置隔熱擋板，操作人員穿戴耐高溫阻燃服、手套，避免高溫顆粒飛濺燙傷。

2. 氣體與粉塵安全

- 通風(fēng)除塵：作業(yè)區(qū)安裝局部排風(fēng)系統(tǒng)，及時排出金屬粉塵（如鋁、鋅粉塵易爆炸）和有害氣體（如鋅噴涂產(chǎn)生的氧化鋅煙氣），粉塵濃度需符合職業(yè)接觸限值（如鋅塵≤4 mg/m3）。

- 氣體管控：使用壓縮空氣時檢查氣管密封性，避免高壓氣體泄漏；等離子噴涂用惰性氣體需防止窒息（如氬氣泄漏導(dǎo)致氧含量下降），作業(yè)區(qū)需安裝氧氣檢測儀。

3. 電氣與輻射防護

- 電弧防護：等離子噴涂時佩戴防電弧面罩（濾光片等級≥10），防止紫外線和強可見光灼傷眼睛；設(shè)備電纜絕緣層定期檢查，避免漏電。

- 電磁輻射：高頻引弧裝置需屏蔽，操作人員與設(shè)備保持安全距離（≥1.5米），減少長期輻射影響。

4. 人員操作規(guī)范

- 培訓(xùn)上崗：操作人員需經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備操作規(guī)程及應(yīng)急處理（如火災(zāi)、觸電、窒息急救）。

- 個體防護裝備（PPE）：必戴防塵口罩（N95及以上）、防電弧面罩、隔音耳罩（等離子噴涂噪聲≥90dB），接觸有毒材料（如鉛、鎘）時需穿防化服并使用供氣式呼吸器。

5. 環(huán)境與廢料管理

- 地面防滑：噴涂區(qū)域保持干燥，及時清理散落粉末，防止滑倒；廢料分類收集（如金屬粉塵、廢過濾棉），交由專業(yè)單位處理，避免環(huán)境污染。

 通過精準(zhǔn)控制工藝參數(shù)、完善設(shè)備安全設(shè)計及嚴(yán)格執(zhí)行防護規(guī)范，熱噴涂技術(shù)可在航空航天、機械維修等領(lǐng)域安全高效地實現(xiàn)表面強化與防腐。