專利名稱：：大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜及其噴涂方法
技術領域：
：本發明涉及一種鋼構件防腐產品的鋅鋁偽合金防護膜及其防護膜的噴涂方法，尤指一種主要適用于橋梁鋼結構、船舶、碼頭、石油儲罐和海中平臺等其他海洋鋼結構的防腐產品，且不受構件結構的影響，能起到長效防腐蝕的效果，是一種延長鋼構件使用壽命的新產品和鋅鋁偽合金防護膜的噴涂方法。
背景技術：
：目前使用的噴涂防腐蝕方法有很多，如噴純鋅、噴純鋁、先噴鋅后噴鋁和噴鋅鋁合金等，都適用于鋼構件防腐蝕。但這些都各有其不足之處，如噴純鋅噴涂純鋅涂層時會產生大量的ZnOn臭味塵霧，因而容易使操作者得職業病，故提高了勞動保護措施的要求。而且ZnOn臭味塵霧對環境也有較大的污染。噴純鋁鋁涂層同樣有著長效防腐蝕的性能，其表面的粗糙度50100^im，而且有較高的硬度和較強抗沖擊性能。(1)表面處理噴涂鋁涂層時對基材純凈度要求比較苛刻，需要達到Sa3.0級，一般施工現場難以達到。在噴涂施工時，鋁涂層不宜太厚，因為厚度鋁涂層容易出現坑蝕和起泡現象，降低涂層的保護效果。(2)附著力鋁涂層對于基材的附著力不如鋅鋁偽合金涂層高。這樣也降低了涂層對于基材的保護效果。先噴鋅后噴鋁從整體工藝過程來講，需要分兩個步驟完成噴涂金屬涂層，然后再進行涂料封閉等工序。整個工藝過程較繁瑣，而且也會增加資源、人力等的消耗。噴涂鋅鋁合金沈陽工業大學等用一根純鋅絲和一根純鋁絲，電弧噴涂偽合金有13N/mm2粘結力，噴涂電壓用到150V，電弧霧化電氣壓力達到0.6Mpa，但未進一步改善涂層的成份和結構，沒有利用涂上去的材料得到最好的保護性能。北京有色金屬研究總院的研究成果鋅鋁合金中鋁的質量含量也僅有20%。雖然鋅鋁合金涂層也能達到防腐蝕性能的，但是有金屬理論工作者指出鋅鋁偽合金中當鋁質量含量達到30%時，會得到較佳的防腐蝕性能。此外噴涂鋅鋁合金涂層首先需要將鋅和鋁制成合金絲，然后才能使用，在二次加工時，不僅增加f成本，加大了人工、機械、能源等一系列的浪費，還造成環境的二次污染。這些噴金屬涂層對鋼構件防腐蝕保護都能起到比傳統非金屬涂層更好的作用，但大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金涂層的防腐蝕使用年限長于噴純鋅、噴純鋁和低含鋁量鋅鋁偽合金等其他金屬涂層。除此之外，在制作鋅鋁偽合金涂層時環境污染較少，物資、人力等資源的消耗較少。但是目前的電弧噴涂技術尚存在著如下缺陷第一，使用的金屬絲材料，常為相同材質的金屬絲材進行電弧噴涂。一般單一絲材噴涂的厚度較厚，防腐的年限較短，對基材表面處理要求較苛刻；第二，使用的電弧噴涂設備，功率小，工作效率較低，在涂層100pm厚度時，現有效率僅為58m2;第三，采用的噴涂設備的構造不同，噴槍的霧化程度差；送絲力度不足等因素不適用于大面積和長距離送絲的現場施工作業要求。
發明內容為了克服上述不足之處，本發明的主要目的旨在提供一種通過大功率噴涂電源、大功率電弧噴涂機、空壓機、冷干機和二次霧化噴頭組合為一整體噴涂系統，及經由該系統熱噴涂產出的鋅鋁偽合金防護膜，該產品既不受構件結構的影響，既具有比較高的附著力，又有高的鋁含量和高的三氧化二鋁含量的外表層，是一層具有長效防腐蝕功能的鋅鋁偽合金防護膜。本發明的另一目的旨在提供一種通過改進原先的噴涂設備，改進工藝流程，采用涂層表面封閉處理和表面面漆涂裝等噴涂方法，使之既提高了偽合金防護膜的含鋁成分，又改善了防護膜的化學保護性能的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜及其噴涂方法。本發明要解決的技術問題是主要解決如何通過改變設備和工藝流程來得到優質防護膜的問題；要解決如何選定大功率噴涂電源、大功率電弧噴涂機、空壓機、冷干機和二次霧化噴頭等設備問題；要解決如何將一次霧化噴槍改進為二次霧化噴槍，改進后的二次霧化噴頭又如何通過二次霧化氣流，施加到電弧后面的二次霧化氣流將熔化的已經霧化過的金屬熔滴打碎并再次霧化，噴射到工件表面的問題；要解決如何提高鋅鋁偽合金防護膜中的鋁含量，從而提高防護膜的耐蝕性等有關技術問題。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜產品，包括一次霧化噴槍、電源、空壓機、噴涂機涂層和涂層，還包括大功率噴涂電源、冷干機、大功率電弧噴涂機和二次霧化噴頭組合為一整體噴涂系統，及經由該系統熱噴涂產出的鋅鋁偽合金防護膜，其中一鋅鋁偽合金防護膜自下而上依次設有鋼鐵基體、底層鋅鋁偽合金及表層鋅鋁偽合金結合為一組合式整體偽合金防護膜的層狀結構，且在該偽合金防護膜外面有一層致密的三氧化二鋁保護膜；所述底層鋅鋁偽合金與表層鋅鋁偽合金之間以機械方式連接，底層鋅鋁偽合金與表層鋅鋁偽合金兩者結合后以機械混合物的形式噴涂在鋼鐵基體的表面，并粘結在一起。所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜的底層鋅鋁偽合金與表層鋅鋁偽合金為鋅、鋁材質組成，并含二者的氧化物以及二者合金的連接結構。所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜的鋅鋁偽合金防護膜的偽合金防護膜外表面有含鋁量，該含鋁量大于偽合金防護膜的平均含鋁量。所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜的鋅鋁偽合金防護膜的偽合金防護膜內表面有含鋅量，并與鋼鐵基體為直接噴涂的粘結結構。所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜的鋅鋁偽合金防護膜中的鋁/鋅的體積比為50:50%，鋁/鋅的重量比為=30/70%。一種大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜的噴涂方法，該方法通過選用大功率噴涂電源、大功率電弧噴涂機、空壓機和冷干機組合成整體熱噴涂系統，采用鋅、鋁金屬絲作為弧對工件，對鋼鐵表面進行偽合金防護膜噴涂；通過二次霧化構造的噴槍及上述噴涂設備系統，采用二次霧化噴頭，其施加到電弧后面的二次霧化氣流，將熔化的已經霧化過的金屬熔滴打碎并再次霧化，噴射到工件表面；該系統熱噴涂產出的鋅鋁偽合金防護膜與鋼鐵基體的表面粘結在一起；后續的已經霧化過的金屬瑢滴被二次霧化氣流打碎，噴射到前面的液滴后面，形成偽合金機械結合，直到所需厚；該噴涂方法主要包括以下工作步驟步驟1.生產準備生產準備模塊包括對構造物、環境、工程規模進行調査，做好各種材料調配以及必要設備、裝置和生產附帶機材的準備工作；步驟2.鋼鐵基體表面處理執行完生產準備模塊后，則進入鋼鐵基體表面處理模塊，要去除基體表面的氧化物、油脂、污垢和油漆附著物；步驟3.基體表面檢査執行完基體表面處理模塊后，則進入基體表面檢查模塊，基體表面檢査模塊包括清潔度達到Sa2.5級，基體表面應無油、干燥；粗糙度達到Rz3575pm;若檢查合格則進入噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝模塊；若檢査不合格，則返回鋼鐵基體表面處理模塊；步驟4.噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝基體表面檢查合格則進入鋅鋁偽合金防護膜的涂裝模塊，完成鋅鋁偽合金防護膜的涂裝包括噴涂用絲材要求鋁絲含鋁量為99.5%，鋅絲含鋅量為99.99%，且要求金屬絲無油、無銹、無污、光潔、不得有難于矯直復原的塑性彎曲；噴涂設備電弧噴涂設備采用400A以上的逆變大功率的噴涂機，通過改進設備的送絲機構，將傳統的推絲式改成推拉式送絲，擴大了所使用鋅鋁絲材直徑的下限；采用二次霧化噴頭，在噴頭腔體內增加至少8個氣孔，使液滴達到更好的霧化程度，噴涂電源具有良好的平滑的"伏安特性"，以保證電弧燃燒穩定；其中大功率電弧，電流達到400A;霧化電氣壓力〉0.7MPa;二次霧化成膜后涂膜層可測量的溫度^60°;步驟5.防護膜檢查執行完噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝模塊后，則進入防護膜檢査模塊，防護膜檢查包括外觀用510倍放大鏡檢查，涂層均勻，致密，無起皮，鼓泡、大熔滴、大顆粒、裂紋、掉塊等缺陷；厚度采用測厚儀進行檢査，得到厚度均勻的涂層，平均厚度在設計厚度的二，m之間；若檢査合格則進入封孔處理模塊；若檢査不合格，則返回噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝模塊；步驟6.封孔處理防護膜檢查合格則進入封孔處理模塊，封孔處理模塊包括根據設計方案進行封孔；封閉涂料滲入鋅鋁偽合金防護膜的空隙中將其堵塞，填滿防護膜凹坑和空隙，完成封孔工作；步驟7.完工執行完封孔處理模塊后，則進入完工模塊，結束工作。本發明的有益效果是鋅鋁偽合金防護膜中的鋁含量大大提高、有利于高水平的防腐蝕功能，鋅鋁體積比為50:50%;即重量比為鋁/鋅=30/70%的鋅鋁偽合金防護膜；使用400A以上的逆變大功率的噴涂機，并通過具有二次霧化的噴槍和具有8個小孔的噴槍，提高鋅鋁偽合金防護膜表面含鋁量達到70%體積，以及防護膜在基體表面均勻分布，提高了防護膜的性能，延長了鋼構件的使用壽命，從而減少運營過程中的維護次數，以及相關產生的費用、資源等；鹽霧加速試驗16000小時證明防腐有效，相當于使用80年。本發明通過改進其噴涂工藝設備而達到提高防護膜耐腐蝕性并同時提高了工作效率。下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。附圖1為本發明鋅鋁偽合金防護膜的層狀結構示意圖；附圖2為本發明二次霧化噴頭的結構示意圖；附圖3為本發明的工藝流程示意圖；附圖4為本發明的噴涂原理圖；附圖5為本發明實施例之一的防護膜層狀結構示意圖；附圖6是本發明防護膜的電子顯微鏡掃描圖片xl00的示意附圖7是本發明防護膜的電子能譜示意附圖中標號說明l一鋼鐵基體；2—底層鋅鋁偽合金；3—表層鋅鋁偽合金；4一正極鋁絲；24—5—負極鋅絲；6——次風道；7—二次風道；8—快速流體接頭；9—外殼；10—絕緣錐體；11—鋅鋁偽合金防護膜；12—導絲孔；13—噴頭底面；14一二次霧化噴頭；21—生產準備；22—鋼鐵基體表面處理；23—基體表面檢查；涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝;25—防護膜檢查；26—封孔處理；27—涂裝；28—涂膜檢查；29—完工；30—鋅；31—氧化鋅；32—氧化鋁；33—鋁；34—鋅鋁合金；35—氧化鋁、氧化鋅；具體實施例方式請參閱附圖1、2、3所示，本發明通過選用大功率電弧噴涂機、空壓機和冷干機組成整體熱噴涂系統，采用鋅、鋁金屬絲作為弧對工件，對表面進行偽合金防護膜噴涂。本發明產品包括一次霧化噴槍、電源、空壓機、噴涂機涂層和涂層，其特征在于還包括大功率噴涂電源、冷干機、大功率電弧噴涂機和二次霧化噴頭14組合為一整體噴涂系統，及經由該系統熱噴涂產出的鋅鋁偽合金防護膜11，其中一鋅鋁偽合金防護膜11自下而上依次設有鋼鐵基體1、底層鋅鋁偽合金2及表層鋅鋁偽合金3結合為一組合式整體偽合金防護膜的層狀結構，且在該偽合金防護膜外面有一層致密的三氧化二鋁保護膜；所述底層鋅鋁偽合金2與表層鋅鋁偽合金3之間以機械方式連接，底層鋅鋁偽合金2與表層鋅鋁偽合金3兩者結合后以機械混合物的形式噴涂在鋼鐵基體1的表面，并粘結在一起。所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜的底層鋅鋁偽合金2與表層鋅鋁偽合金3為鋅、鋁材質組成，并含二者的氧化物以及二者合金的連接結構。所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜11的偽合金防護膜外表面有含鋁量，該含鋁量大于偽合金防護膜的平均含鋁量。所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜11的偽合金防護膜內表面有含鋅量，并與鋼鐵基體1為直接噴涂的粘結結構。所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜11中的鋁/鋅的體積比為50:50%，鋁/鋅的重量比為=30/70%。一種大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜的噴涂方法，該方法通過選用大功率噴涂電源、大功率電弧噴涂機、空壓機和冷干機組合成整體熱噴涂系統，采用鋅、鋁金屬絲作為弧對工件，對鋼鐵表面進行偽合金防護膜噴涂；通過二次霧化構造的噴槍及上述噴涂設備系統，采用二次霧化噴頭14，其施加到電弧后面的二次霧化氣流，將熔化的己經霧化過的金屬熔滴打碎并再次霧化，噴射到工件表面；該系統熱噴涂產出的鋅鋁偽合金防護膜11與鋼鐵基體1的表面粘結在一起；后續的已經霧化過的金屬熔滴被二次霧化氣流打碎，噴射到前面的液滴后面，形成偽合金機械結合，直到所需厚度的涂層為止；該噴涂方法主要包括以下工作步驟步驟1.生產準備21生產準備21模塊包括對構造物、環境、工程規模進行調查，做好各種材料調配以及必要設備、裝置和生產附帶機材的準備工作；步驟2.鋼鐵基體表面處理22執行完生產準備21模塊后，則進入鋼鐵基體表面處理22模塊，要去除基體表面的氧化物、油脂、污垢和油漆附著物；步驟3.基體表面檢査23執行完基體表面處理22模塊后，則進入基體表面檢查23模塊，基體表面檢査23模塊包括清潔度達到Sa2.5級，基體表面應無油、干燥；粗糙度達到Rz3575pm;若檢査合格則進入噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝24模塊；若檢查不合格，則返回鋼鐵基體表面處理22模塊；步驟4.噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝24基體表面檢査23合格則進入鋅鋁偽合金防護膜的涂裝24模塊，完成鋅鋁偽合金防護膜的涂裝24包括噴涂用絲材要求鋁絲含鋁量為99.5%，鋅絲含鋅量為99.99%，且要求金屬絲無油、無銹、無污、光潔、不得有難于矯直復原的塑性彎曲；噴涂設備電弧噴涂設備采用400A以上的逆變大功率的噴涂機，通過改進設備的送絲機構，將傳統的推絲式改成推拉式送絲，擴大了所使用鋅鋁絲材直徑的下限；采用二次霧化噴頭14，在噴頭腔體內增加至少8個氣孔，使液滴達到更好的霧化程度，噴涂電源具有良好的平滑的"伏安特性"，以保證電弧燃燒穩定；其中大功率電弧，電流達到400A;霧化電氣壓力〉0.7MPa;二次霧化成膜后涂膜層可測量的溫度S60。；步驟5.防護膜檢査25執行完噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝24模塊后，則進入防護膜檢査25模塊，肪護膜檢查25包括外觀用510倍放大鏡檢查，涂層均勻，致密，無起皮，鼓泡、大熔滴、大顆粒、裂紋、掉塊等缺陷；厚度采用測厚儀進行檢查，得到厚+15度均勻的涂層，平均厚度在設計厚度的-'屮m之間；若檢査合格則進入封孔處理26模塊；若檢査不合格，則返回噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝24模塊；步驟6.封孔處理26防護膜檢査25合格則進入封孔處理26模塊，封孔處理26模塊包括根據設計方案進行封孔；封閉涂料滲入鋅鋁偽合金防護膜的空隙中將其堵塞，填滿防護膜凹坑和空隙，完成封孔工作；步驟7.完工27執行完封孔處理26模塊后，則進入完工27模塊，結束工作。請參閱附圖2所示，本發明將原一次霧化噴槍結構進行了改進，在一次霧化噴槍的外殼9與絕緣錐體10中間增設環狀的二次風道7，所述環狀結構和錐體通過精密鑄造固定連接并加工后，組合為二次霧化噴槍，該二次霧化噴槍噴射的二次霧化后的金屬熔滴為鋅鋁偽合金防護膜ll，該鋅鋁偽合金防護膜11與鋼鐵基體1的表面粘結在一起，所述二次霧化構造的噴槍和一鋅鋁偽合金防護膜11組合為一整體噴涂設備；在噴槍腔體內的中心設有一次風道6，沿一次風道6的兩側分別對稱設置絕緣錐體10，一根正極鋁絲4和一根負極鋅絲5分別進入絕緣錐體10中，霧化氣流從兩根金屬絲之間的錐形孔進入，上述環狀結構和錐體均通過精密鑄造固定連接并加工后，組合為一次霧化的噴槍，在一次霧化噴槍的外殼9上近噴頭底面13處增設一快速流體接頭8，在外殼9與絕緣錐體10中間形成環狀的二次風道7，絕緣錐體10中間設有導絲孔12，其間均為固定連接后組合為二次霧化的噴頭，其中噴頭外殼9連同夾層二次風道7和導絲孔12通過精密鑄造、鉆孔加工成一體；快速流體接頭8的一半用焊接密封緊固地連接在外殼9上，供氣管通過快速流體接頭8的另一半連接在外殼9上；噴頭底面13通過緊固件連接在噴槍的手把和引絲馬達上；所述二次霧化噴頭14的噴槍腔體內增設均勻分布的至少8個氣孔；所述二次霧化噴頭14的二次風道7的形狀為錐形風道；本發明的工作原理及技術特征為本發明通過選用大功率電弧噴涂機、空壓機、空氣冷干機以及加以改進的送絲機構和二次霧化噴槍等設備，熱噴涂獲得鋅鋁偽合金防護膜，其鋅鋁體積比為50:50%;即重量比為鋁/鋅=30/70%的鋅鋁偽合金防護膜。使用400A以上的逆變大功率噴涂機，縮短了噴砂后的表面曝露的時間。使用大功率噴涂機在防護膜lOOiim厚度時每小時達到201112的工作效率，并且解決了工作效率低的技術難關；通過改進設備的送絲機構，將傳統的推拉式改成推式送絲，增加了送絲力度，從而使能夠適應大面積和長距離送絲現場噴涂；此外改變噴槍的構造，將原來的一次霧化的噴槍改為二次霧化結構，因為防護膜質量的好壞取決于噴槍的霧化程度，增加了二次霧化能使霧化程度提高從而達到提高涂層質量的目的。二次霧化噴槍對噴出的鋅鋁偽合金流通過二次空氣進行二次霧化，并使防護膜表面富有空氣(富氧)，使鋅鋁偽合金防護膜表面含鋁量得到大幅度的提高，達到70%(體積)，以及在噴槍腔體內增加8個氣孔使二次霧化氣流通過這8個氣孔達到更好的霧化程度，從而提高耐腐蝕性。通過①大功率電弧，電流達到400A;霧化電氣壓力X).7Mpa;a二次高壓熱氣，因為電弧溫度可達600(TC,經過熱氣可以將鋁通過氧化成氧化鋁。由于功率大，能將鋅鋁粒子擊破用光譜分析可以得出后表面成份，測出鋁成份大于平均含量并且可以測出三氧化二鋁含量，證明三氧化二鋁在噴涂過程中生成。使得鋅鋁偽合金防護膜的耐蝕性能得到提高。本發明的特點在于將偽合金防護膜中的鋁成分提高到接近30%,鋁成分提高后防護膜的性能也大大提高1、電化學保護按金屬在3%海水中的電位，鋅比鋁易腐蝕，早犧牲。鋅的犧牲既保護鋼也保護鋁，鋅犧牲完后鋁繼續犧牲，繼續保護鋼，延長了總的陰極保護時間。2、防止化學腐蝕噴出偽合金后，鋁微粒之間構成網狀硬構架，不但阻止了鋅的腐蝕生成物氯化鋅、氧化鋅的聚集和大塊流失，而且鋅的氧化物會把鋁的小孔堵住，鋁的生成物Al203本來比較致密，這樣，使進入偽合金層的介質減少了，鋅腐蝕也少了。3、加大了鋁含量，提高鋅鋁偽合金層表面上鋁的覆蓋率，使致密的A1203大部分能連接起來，阻隔或減少介質通過，鋅層便受到保護，延長鋅層壽命。4、工藝優點本發明利用兩根單金屬絲。當鋅鋁合金中含鋁量超過15%重量比時，冷拉成絲困難，而本發明做到27.4。/。Al重量比，即體積比是一半對一半，這樣工藝簡單成本低，便于施工。本發明的原理是利用金屬熔絲于兩電極間產生高壓放熱而產生電弧，使金屬絲在高溫熔化后，被高速氣流霧化并將霧化粒子噴涂到基材表面，形成具有超長期耐久性的防腐防護膜。本發明的防腐蝕原理基于下面5個方面①金屬鋁其表面容易被氧化，形成三氧化二鋁氧化層，這種形成的氧化層，其表面細密，水和氧氣難以透過，而耐腐蝕性能非常好。②利用鐵與鋅之間的電位差，犧牲鋅離子的方法來防止鐵原子被氧化。③利用金屬鋅離子的放電過程與水和氧氣發生反應，形成氫氧化鋅。經過金屬鋅離子和氫氧根發生反應形成的氫氧化鋅，即白銹，堆積于鋼鐵表面和噴防護膜的空隙處，減緩反應速度而起到安定作用。⑤金屬鋁及其氧化物作為金屬鋅的保護層，以防止金屬鋅的過度氧化和大量溶出，同時阻止水及氧氣透過，達到金屬鋅的長期防銹效果。大功率電弧噴涂高含鋁量鋅鋁偽合金的防護膜是使用電弧噴涂的方法獲得的，電弧噴涂時，使用鋅絲和鋁絲作為電弧的兩根熔化極，噴出后便得到鋅鋁偽合金防護膜。大功率電弧噴涂高含鋁量鋅鋁偽合金的防護膜的結構是兩種材料的機械混合物，有時含有少量的二者合金。大功率電弧噴涂高含鋁量鋅鋁偽合金的防護膜兼有鋅和鋁的力學性能和化學性能的特點。電化學性能介于鋅涂層和鋁涂層之間近于鋅涂層；力學性能介于鋅涂層和鋁涂層之間近于鋁涂層。大功率電弧噴涂高含鋁量鋅鋁偽合金的防護膜是采用簡單的金屬絲，由兩根直徑相同的鋅絲和鋁絲以同等的送進速度送絲，而得到體積比為50:50%;即重量比為鋁/鋅=30/70%的鋅鋁偽合金防護膜。但是有金屬理論工作者指出鋅鋁偽合金中當鋁質量含量達到30%時，會得到較佳的防腐蝕性能。大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金的防護膜使用400A以上的逆變大功率噴涂機噴涂，使得噴涂效率大大提高到在防護膜100pm厚度時每小時達到20m2的工作效率，減少噴砂后基體暴露的時間。大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金的防護膜使用有二次霧化構造的噴槍，對噴出的鋅鋁偽合金粒子流進行二次霧化，并使防護膜表面富有空氣(富氧)，使鋅鋁偽合金防護膜表面生成大量致密的Ab03，而Al203在一定程度上起堵孔作用，減少防護膜表面的空隙率，形成細密有層次的金屬防護膜。此外，噴槍的噴嘴具有8個小孔，能將鋅鋁偽合金流均勻地噴涂到基體表面，從而提高了防護膜的耐腐蝕性。大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金的防護膜噴涂時，噴霧的空氣經過冷干機干燥和清潔處理，去除了水份和油份等雜質，以保證得到高質量的鋅鋁偽合金防護膜。請參閱附圖4所示，本發明噴涂原理一次風從尾部進入噴頭，在兩根金屬絲中間，施加到電弧后面的霧化氣流將熔化的金屬熔滴霧化；二次風從中間(圓筒形外殼的外部進入)，采用高壓射出二次風，并且二次風風8個孔進入外層環形風道，噴出在電弧外面包著電弧，形成氣流錐面包著噴射的鋅鋁偽合金錐體，使得熔融液滴在富氧狀態下進一步氧化，二次風在噴射鋅鋁偽合金錐體形成高壓，將鋅鋁偽合金打向基體鋼板，高壓風給熔融霧滴動能，打碎氧化表面，使液態金屬與基體鋼板直接接觸，得到粘結力高的，表面富有三氧化二鋁的防護膜，提高了防護膜的耐腐蝕性能。大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜由兩根直徑相同的鋅絲和鋁絲以同等的送進速度進入，使用鋅絲和鋁絲作為電弧的兩根熔化極，通過噴槍的二次霧化，以及多增加的小孔平均分布在噴槍的圓周上，使得噴涂時鋅鋁偽合金流能夠均勻地噴涂到鋼鐵基體表面，得到防護膜分布均勻，并得到表層含三氧化二鋁高的，體積比為50:50%的偽合金防護膜，即重量比為鋁/鋅=30.0/70.0的鋅鋁偽合金防護膜，提高防護膜的耐腐蝕性能。大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金的防護膜噴涂時，噴霧的空氣經過冷干機千燥和清潔處理，去除了水份和油份等雜質，以保證得到高質量的高含鋁量鋅鋁偽合金防護膜。請參閱附圖4、5所示，二次霧化構造的噴槍噴出的電弧外面包著電弧，形成氣流錐面包著噴射的鋅鋁偽合金錐體，使得熔融液滴在富氧狀態下進一步氧化，二次風在噴射鋅鋁偽合金錐體形成高壓，將鋅鋁偽合金打向基體鋼板，高壓風給熔融霧滴動能，使鋅30熔滴和鋁33熔滴表面富氧，鋅30熔滴形成氧化鋅31，鋁33熔滴形成氧化鋁32，在鋅熔滴和鋁熔滴表面形成氧化鋅、氧化鋁35，由于高壓風動能將鋅、鋁熔滴打碎氧化表面，使液態金屬與基體鋼板直接接觸，鋅30和鋁33通過高壓噴射嵌入到鋼鐵基體表面，其中，鋅、鋁、鋅鋁合金34以機械連接方式，形成粘結力高的表面富有三氧化二鋁的防護膜，可以越打越厚，直到所需厚度的涂層為止，提高了防護膜的耐腐蝕性能。請參閱附圖6、7所示，本發明提高了鋅鋁偽合金層表面上的鋁的覆蓋率，使致密的Al203大部分能連接起來，阻隔或減少介質通過，鋅層便得到保護，延長鋅層壽命。由法定計量部門對該防護膜進行測定，鋁和氧化鋁相加體積達到71.11%;重量達到42.79%。，由圖7數據說明鋅鋁偽合金表面成份中鋁成份大于平均含量，并且可以測出三氧化二鋁含量。本發明的后表面用掃描探針成份分析的電子能譜圖結果如下偽合^^余層表面成分的電子能譜圖分^果<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>以上是本發明的后表面成份分析結果，表中第一第二項之和即氧化物總量和鋁含量之和達到70.11%。本發明經法定計量部門對該防護膜進行測定，得到防護膜的相關性能數據如下<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>權利要求1、一種大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜，包括一次霧化噴槍、電源、空壓機、噴涂機涂層和涂層，其特征在于還包括大功率噴涂電源、冷干機、大功率電弧噴涂機和二次霧化噴頭(14)組合為一整體噴涂系統，及經由該系統熱噴涂產出的鋅鋁偽合金防護膜(11)，其中一鋅鋁偽合金防護膜(11)自下而上依次設有鋼鐵基體(1)、底層鋅鋁偽合金(2)及表層鋅鋁偽合金(3)結合為一組合式整體偽合金防護膜的層狀結構，且在該偽合金防護膜外面有一層致密的三氧化二鋁保護膜；所述底層鋅鋁偽合金(2)與表層鋅鋁偽合金(3)之間以機械方式連接，底層鋅鋁偽合金(2)與表層鋅鋁偽合金(3)兩者結合后以機械混合物的形式噴涂在鋼鐵基體(1)的表面，并粘結在一起。2、根據權利要求1所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜，其特征在于所述的底層鋅鋁偽合金(2)與表層鋅鋁偽合金(3)為鋅、鋁材質組成，并含二者的氧化物以及二者合金的連接結構。3、根據權利要求1所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜，其特征在于所述的鋅鋁偽合金防護膜(11)的偽合金防護膜外表面有含鋁量，該含鋁量大于偽合金防護膜的平均含鋁4、根據權利要求1所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜，其特征在于所述的鋅鋁偽合金防護膜(11)的偽合金防護膜內表面有含鋅量，并與鋼鐵基體(1)為直接噴涂的粘結結構。5、根據權利要求1所述的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜，其特征在于所述的鋅鋁偽合金防護膜(11)中的鋁/鋅的體積比為50:50%，鋁/鋅的重量比為=30/70%。6、一種大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜的噴涂方法，其特征在于該方法通過選用大功率噴涂電源、大功率電弧噴涂機、空壓機和冷干機組合成整體熱噴涂系統，采用鋅、鋁金屬絲作為弧對工件，對鋼鐵表面進行偽合金防護膜噴涂；通過二次霧化構造的噴槍及上述噴涂設備系統，采用二次霧化噴頭(14)，其施加到電弧后面的二次霧化氣流，將熔化的已經霧化過的金屬熔滴打碎并再次霧化，噴射到工件表面；該系統熱噴涂產出的鋅鋁偽合金防護膜(11)與鋼鐵基體(1)的表面粘結在一起；后續的已經霧化過的金屬熔滴被二次霧化氣流打碎，噴射到前面的液滴后面，形成偽合金機械結合；該噴涂方法主要包括以F工作步驟步驟1.生產準備(21)生產準備(21)模塊包括對構造物、環境、工程規模進行調查，做好各種材料調配以及必要設備、裝置和生產附帶機材的準備工作；步驟2.鋼鐵基體表面處理(22)執行完生產準備(21)模塊后，則進入鋼鐵基體表面處理(22)模塊，要去除基體表面的氧化物、油脂、污垢和油漆附著物；步驟3.基體表面檢査(23)執行完基體表面處理(22)模塊后，則進入基體表面檢査(23)模塊，基體表面檢査(23)模塊包括清潔度達到Sa2.5級，基體表面應無油、干燥；粗糙度達到Rz3575pm;若檢査合格則進入噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝(24)模塊；若檢查不合格，則返問鋼鐵基體表面處理(22)模塊；步驟4.噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝(24)基體表面檢查(23)合格則進入鋅鋁偽合金防護膜的涂裝(24)模塊，完成鋅鋁偽合金防護膜的涂裝(24)包括噴涂用絲材要求鋁絲含鋁量為99.5%，鋅絲含鋅量為99.99%，且要求金屬絲無油、無銹、無污、光潔、不得有難于矯直復原的塑性彎曲；噴涂設備電弧噴涂設備采用400A以上的逆變大功率的噴涂機，通過改進設備的送絲機構，將傳統的推絲式改成推拉式送絲，擴大了所使用鋅鋁絲材直徑的T限；采用二次霧化噴頭(14)，在噴頭腔體內增加至少8個氣孔，使液滴達到更好的霧化程度，噴涂電源具有良好的平滑的"伏安特性"，以保證電弧燃燒穩定；其中大功率電弧，電流達到400A;霧化電氣壓力>0.7MPa;二次霧化成膜后涂膜層可測量的溫度560。；步驟5.防護膜檢査(25)執行完噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝(24)模塊后，則進入防護膜檢査(25)模塊，防護膜檢査(25)包括外觀用510倍放大鏡檢查，涂層均勻，致密，無起皮，鼓泡、大熔滴、大顆粒、裂紋、掉塊等缺陷；厚度采用測厚儀進行檢查，得到厚度均勻的涂層，平均厚度在設計厚度的:、m之間；若檢查合格則進入封孔處理(26)模塊；若檢查不合格，則返回噴涂鋅鋁偽合金防護膜的涂裝(24)模塊；步驟6.封孔處理(26)防護膜檢查(25)合格則進入封孔處理(26)模塊，封孔處理(26)模塊包括根據設計方案進行封孔；封閉涂料滲入鋅鋁偽合金防護膜的空隙中將其堵塞，填滿防護膜凹坑和空隙，完成封孔工作；步驟7.完工(27)執行完封孔處理(26)模塊后，則進入完工(27)模塊，結束工作。全文摘要一種涉及鋼構件防腐產品的鋅鋁偽合金防護膜及其防護膜的噴涂方法，尤指一種主要適用于橋梁鋼結構和海中平臺等其他海洋鋼結構的防腐產品的大功率電弧噴涂鋅鋁偽合金防護膜及其噴涂方法。該裝置由大功率噴涂電源、冷干機、大功率電弧噴涂機和二次霧化噴頭組合為噴涂系統，并產出鋅鋁偽合金防護膜；該方法采用鋅、鋁金屬絲作為弧對工件，對鋼鐵表面進行偽合金防護膜噴涂；主要解決如何通過改變設備和工藝流程來得到優質防護膜等有關技術問題。本發明的積極效果是提高了鋅鋁偽合金防護膜表面含鋁量，提高了防護膜的性能，延長了鋼構件的使用壽命，具有降低成本，提高效率等優點。文檔編號C23F11/00GK101353797SQ200810042799公開日2009年1月28日申請日期2008年9月11日優先權日2008年9月11日發明者張政權申請人:上海潤馨化學工程技術發展有限公司