CN105983521A - 一种不锈钢焊接件的涂装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不锈钢焊接件的涂装方法，用于提高不锈钢在沿海高盐雾环境下的使用寿命。包括以下步骤：A)将不锈钢进行预处理；B)将步骤A)得到的不锈钢进行焊接，得到不锈钢焊接件，所述不锈钢焊接件的焊缝间隙最外端宽度小于等于1.0mm；C)将所述不锈钢焊接件进行脱脂和烘干处理，然后将不锈钢焊接件的焊缝间隙刮涂腻子后烘烤；D)将步骤C)得到的不锈钢焊接件进行粉末涂装，得到涂层，将所述涂层进行烘烤。本申请提供的涂装方法能够充分覆盖整个焊缝间隙内部，防止喷涂遗漏的缺陷，能够有效防止焊缝涂装后缝隙内部发生凝露，避免形成缝隙腐蚀，极大提升不锈钢结构件的耐腐蚀寿命。本发明操作简单、方便，广泛适用于涂装工程化。

Description

一种不锈钢焊接件的涂装方法

技术领域

本发明涉及金属防腐技术领域，尤其涉及一种不锈钢焊接件的涂装方法。

背景技术

粉末涂装技术是采用喷粉设备将粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层；粉状涂层经过高温烘烤流平固化，形成效果各异的涂层。由于粉末涂装技术具有操作简单快速、低污染、成本低、耐磨与耐腐蚀性能优良等优点，户外用光伏和通讯产品的外壳或箱体表面多数采用粉末涂装处理，性价比较高。在沿海高盐雾的环境下，也通常采用粉末涂装技术以防止船舶等的腐蚀，但是普通碳钢板粉末涂装较难满足高耐腐蚀要求。

为了确保满足C5-M的盐雾标准，诸多户外产品外壳和机箱采用不锈钢板粉末涂装。但是不锈钢材料，尤其是SUS201、SUS304不锈钢箱体在钣金焊接的过程中易发生局部敏化效应，焊缝周边出现贫铬现象，进而易产生晶间腐蚀，不锈钢焊接件局部耐腐蚀性能极大下降。实践证明低耐腐蚀性的焊缝决定了不锈钢板涂装的整体防腐性能，甚至导致整机的报废或返工。

通常焊缝和焊缝间隙的表面涂层覆盖得足够完整、足够厚亦可避免不锈钢材料局部易于锈蚀的问题。但为了不锈钢结构件的美观性，焊缝都被设计在结构件箱体的内侧，并在内部截面上进行焊接，将焊接过程中结构件之间存在的间隙即焊缝间隙置于外部进行涂装处理。因此，焊缝间隙结构在涂装的时候存在死角，间隙的最深处无法喷涂到位，易存在漏喷基材裸露或涂层过薄等缺陷。在沿海高盐雾环境下焊缝间隙里面易残留凝露水，焊缝间隙的结构提供了残留水分缝隙腐蚀的条件，且裸露的内部焊接基材由于在焊接的高温处理防腐性能本身就较差，而缝隙腐蚀又存在自催化效应，因而焊缝处会快速腐蚀，从而大大降低了不锈钢结构件整体的耐腐蚀性能。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种不锈钢焊接件的涂装方法，采用本发明的涂装方法制备的不锈钢的耐腐蚀性能优异。

本申请提供了一种不锈钢焊接件的涂装方法，包括以下步骤：

A)，将不锈钢进行预处理，使不锈钢的表面粗糙度为Ra12.5～Ra25；

B)，将步骤A)得到的不锈钢进行焊接，得到不锈钢焊接件，所述不锈钢焊接件的焊缝间隙最外端宽度小于等于1.0mm；

C)，将所述不锈钢焊接件进行脱脂和烘干处理，然后将不锈钢焊接件的焊缝间隙刮涂腻子后烘烤；

D)，将步骤C)得到的不锈钢焊接件进行粉末涂装，得到涂层，将所述涂层进行烘烤。

优选的，所述预处理为拉丝处理与打磨处理中的一种或两种。

优选的，所述脱脂处理按照以下步骤进行：

将所述不锈钢焊接件依次进行预脱脂处理与脱脂处理；所述预脱脂处理的温度为40～55℃，脱脂剂的浓度为5vol％～10vol％，浸泡时间为3～5min，所述脱脂处理的温度为40～55℃，脱脂剂的浓度为5vol％～10vol％，浸泡时间为3～5min；

将脱脂处理后的不锈钢焊接件依次进行两道水洗处理；所述水洗处理的溶剂为工艺水，温度为15～25℃，浸泡时间为3～4min。

优选的，步骤C)中所述烘烤的温度为180℃～200℃，时间为15～20min。

优选的，步骤C)中所述不锈钢焊接件刮涂腻子层后不锈钢焊接件两侧表面的腻子层厚度小于0.5mm，不锈钢焊接件中心区域未涂有腻子层的焊缝间隙的深度小于4mm。

优选的，步骤D)中所述烘烤的温度为190℃～210℃，所述烘烤的时间为20min～40min。

优选的，步骤D)中所述涂层的厚度为80～100μm。

优选的，所述不锈钢为厚度不大于3mm的冷轧不锈钢板。

本申请提供了一种不锈钢的焊接件涂装方法，首先将不锈钢进行预处理，再将不锈钢进行焊接，再将不锈钢焊接件进行脱脂处理，然后将脱脂处理后的不锈钢焊接件的焊缝间隙刮涂腻子，最后将不锈钢的焊缝间隙进行粉末涂装。本申请在不锈钢涂装的过程中，先在焊缝间隙中刮涂腻子层，再进行粉末涂装，并对涂装过程中的各参数进行严格限定，从而使不锈钢板焊缝间隙的粉末涂装层充分覆盖整个焊缝间隙内部，防止喷涂遗漏的缺陷，同时能够有效防止焊缝涂装后缝隙内部发生凝露，避免形成缝隙腐蚀，进而极大提升不锈钢结构件的耐腐蚀寿命。

附图说明

图1为本发明不锈钢焊接件的结构示意图；

图2为本发明的不锈钢焊接件粉末涂装后的结构示意图；

图3为本发明不锈钢焊接件粉末涂装后焊缝间隙的局部放大图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种不锈钢的涂装方法，包括以下步骤：

A)，将不锈钢进行预处理，使不锈钢的表面粗糙度为Ra12.5～Ra25；

B)，将步骤A)得到的不锈钢进行焊接，得到不锈钢焊接件，所述不锈钢焊接件的焊缝间隙最外端宽度小于等于1.0mm；

C)，将所述不锈钢焊接件进行脱脂和烘干处理，然后将不锈钢焊接件的焊缝间隙刮涂腻子后烘烤；

D)，将步骤C)得到的不锈钢焊接件进行粉末涂装，得到涂层，将所述涂层进行烘烤。

本申请在不锈钢焊接件涂装的过程中，首先将不锈钢进行预处理，使其表面具有一定的粗糙度，而有利于提高粉末涂装的附着力；在将预处理后的不锈钢进行焊接，然后将焊缝间隙涂抹腻子层，最后将不锈钢进行粉末涂装。本申请在对不锈钢进行粉末涂装的过程中，通过首先在焊缝间隙涂抹腻子层，然后再进行粉末涂装，并通过对参数进行严格控制，使焊缝间隙内部能够充分被粉末覆盖，而防止了喷涂遗漏的缺陷，能够有效防止焊缝涂装后缝隙内部发生凝露，避免形成缝隙腐蚀，进而极大提升不锈钢结构件的耐腐蚀寿命。

在对不锈钢进行涂装的过程中，本申请首先将不锈钢进行预处理。本申请的不锈钢主要在沿海高盐雾环境下使用。所述预处理优选为拉丝处理与打磨处理中的一种或两种；所述拉丝处理是采用拉丝机对不锈钢板进行打毛处理一种方法；打磨处理是用砂纸、砂轮对不锈钢板进行打毛处理一种方法。所述不锈钢板进行预处理后，其粗糙度为Ra12.5～25，所述不锈钢的粗糙度可有利于提高后续喷塑涂装涂层的附着力，涂层的附着力越好，涂层耐腐蚀液侵入破坏和腐蚀扩张的能力就越强；同时涂层附着力越好，涂层耐磕碰脱落的能力也越好，不会因为后续使用过程中的磕碰脱落导致基材裸露而产生锈蚀；但若粗糙度过小，涂层的附着力无法满足要求，且粗糙度过大实施困难，成本较高。本申请所述不锈钢板优选为厚度不大于3mm的冷轧不锈钢板。

本申请然后将预处理后的不锈钢进行焊接。不锈钢结构件焊接后应保证结构件的焊缝间隙最外端宽度小于等于1.0mm，如图1所示，图1为本发明焊接后的不锈钢板的结构示意图，图中1为不锈钢，2为焊缝间隙，3为焊点。焊缝间隙是不锈钢结构件焊接后不锈钢板之间的间隙。由于钢板具有一定的折弯过渡，焊缝间隙可以包括不锈钢板两折弯之间的区域，但是焊缝间隙最外端宽度是指焊缝间隙接近不锈钢焊件的表面的部分，并不包括不锈钢焊接件折弯的部分，也可以理解为不锈钢焊接件未折弯区域焊缝间隙最宽的部分。本申请所述焊接为本领域技术人员熟知的焊接方式，可以为氩弧焊或激光焊，本申请并不进行严格限定。本申请限定不锈钢板最外端的宽度是为后续刮涂腻子作准备，焊缝间隙的最外端宽度越小越方便后续刮涂腻子层的填充，较小的焊缝间隙内部越难凝露积水，越不容易生锈。焊缝间隙的最外端宽度过大，就需要刮涂更多的腻子层，需要耗费的人力就越多，刮涂腻子步骤效率就越慢，成本也就越高；且过宽过多的腻子层也会导致涂层的附着力下降，对提高焊缝间隙的耐腐蚀性能不利。

按照本发明，将不锈钢进行焊接后进行脱脂处理，以去除不锈钢结构件表面的油脂。不锈钢结构件表面残有油污会导致涂层附着力急剧下降，甚至是大面积脱落，本申请所述脱脂处理包括预脱脂与后脱脂两个工序，采用上述两道脱脂工序，能够将油脂去除得更充分，保证在涂装前表面全无油脂与油污。本申请所述脱脂处理按照以下步骤进行：

将不锈钢焊接件依次进行预脱脂处理与脱脂处理；所述的预脱脂的温度为40～55℃，脱脂剂浓度为5vol％～10vol％，浸泡时间为3～5min，所述脱脂处理的温度为40～55℃，脱脂剂浓度为5vol％～10vol％，浸泡时间为3～5min；

将脱脂处理后的不锈钢焊接件进行两道水洗处理，水洗工艺：采用浸泡水或者流动清水清洗，溶剂：工艺水；温度：15～25℃；浸泡时间：3～4min。

预脱脂和脱脂的参数(脱脂剂含量、温度、浸泡时间)设定都是为了更好地脱脂干净、脱脂充分；参数过大过小都不能达到充分脱脂的目的；脱脂后的水洗是为了清洗掉不锈钢结构件表面的残留脱脂液，水洗的工艺参数也是为了保证清洗的有效性和充分性。

本申请然后在脱脂处理后的不锈钢的焊缝间隙刮涂腻子，使腻子填充于所述不锈钢的焊缝间隙。不锈钢板表面的腻子层太厚，使腻子层的附着力偏差，进而降低涂层的附着力，因此本申请不锈钢焊接件两侧表面的腻子层的厚度应小于0.5mm，同时为了便于后续涂装涂层的覆盖完全性，因此焊缝间隙刮涂腻子层后的深度应小于4mm。如图3所示，图3为本发明不锈钢焊接件两侧的腻子层与腻子层之间焊缝间隙的示意图，图3中1为不锈钢，5为腻子层，由图3可知，腻子层的厚度t是指V字形区域中不锈钢焊接件两侧覆盖腻子层的部分，而其中的焊缝间隙的深度h是自V字形的根部至不锈钢顶部的距离。在涂抹腻子层之后本申请进行了烘烤，其是烘干腻子层自身内部的水汽，防止水汽残留在腻子层里面，以避免后续涂装后的烘烤引起腻子层里面的水汽、水渍蒸发并冲破喷塑涂层，导致涂层针孔、火山孔等缺陷，而缺陷处会导致凝露水会进去，进而产生腐蚀。所述烘烤的温度优选为180～200℃，所述烘烤的时间优选为15～20min。

按照本发明，最后将所述不锈钢进行粉末涂装，以使不锈钢表面形成涂层，并将所述涂层进行烘烤。本申请所述涂层的厚度优选为80～100μm，所述涂层厚度太薄，则涂层的均匀性不能保证，涂层的保护力度不够，涂层厚度太厚，则成本较高，涂装的时间与粉末消耗也会增多，且不锈钢板的耐腐蚀性能也不会增加。本申请所述粉末涂装的粉末优选为高耐盐雾的户外环氧树脂粉末或聚酯树脂粉末。图2为不锈钢粉末涂装后的结构示意图，图中1为不锈钢，5为腻子层，3为焊点，4为粉末涂层。所述烘烤的温度优选为190℃～210℃，所述烘烤的时间优选为20min～40min。

在不锈钢材料涂装完毕后检测不锈钢涂层外观和涂层厚度；外观用灯光照射进行目测检查，外观表面应无鼓泡、咬底、裂纹、漏喷涂等缺陷；涂层厚度用测厚仪进行检测，测试时需检测焊缝间隙周围未刮涂腻子的表面涂层厚度，并进行多点涂层厚度测试，任何一点的厚度要求：80～100μm。焊缝间隙及周边的涂层应经过480h连续中性盐雾中性盐雾试验(GB/T 10125-1997)后无明显可见锈蚀，且经过适用于户外及沿海使用的严酷等级B级的交变盐雾试验，即经过两个周期共24天的湿热存储(GB/T 2423.4-2008(试验Db))和盐雾试验(GB/T2423.16-2008(试验Ka))后无明显可见锈蚀。

本申请提供了一种不锈钢焊接件的涂装方法，该方法包括不锈钢焊接前的前处理与焊接后的涂装处理，具体包括以下步骤：1)不锈钢预处理；2)不锈钢焊接；3)脱脂处理；4)焊缝间隙刮涂腻子；5)粉末涂装。本申请提供的方法用于提高不锈钢在沿海高盐雾环境下的使用寿命。本发明制备的不锈钢焊缝粉末涂装涂层能够充分覆盖整个焊缝间隙内部，焊缝间隙涂装覆盖性好，防止喷涂遗漏的缺陷，同时能够有效防止焊缝涂装后缝隙内部发生凝露，避免形成缝隙腐蚀，极大提高不锈钢结构件焊缝涂装的耐盐雾腐蚀性能，延长产品使用寿命，对在沿海环境、重工业环境下均可提供可靠的腐蚀防护。本发明操作简单、方便，可广泛适用于涂装工程化应用。本发明具有操作简单、方便，广泛适用于涂装工程化流水线生产运作等特点。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的不锈钢材料的喷涂方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

1)不锈钢板拉丝、打磨处理：SUS430、SUS201或SUS304不锈钢薄钢板在钣金加工及焊接前采用拉丝机或者砂轮手工对涂装表面进行拉毛处理，使钢板表面粗糙度需达到Ra25；其中，不锈钢薄钢板为厚度3mm的冷轧板。

2)不锈钢板焊接：不锈钢板在钣金折弯加工后在钢板内侧的钢板截面上进行氩弧塞焊焊接，焊缝设计在不锈钢结构件的内部，而焊缝间隙处在结构件外部，从外部无法直接看到焊点或焊缝，处在外部的焊缝间隙的最外端宽度为0.8mm，焊接完毕后用刀片清理焊缝间隙里面的焊渣及点焊焊疤等阻碍涂装的缺陷，对焊缝间隙周围根据实际情况采用砂轮打磨去除焊接氧化皮。

3)脱脂处理：采用浸泡法分别进行预脱脂和脱脂两道处理，具体工艺参数：脱脂剂含量：5vol％，温度：40～55℃；浸泡时间：3～5min；脱脂完毕后分别进行两道水洗处理，水洗工艺：采用浸泡水或者流动清水清洗，溶剂：工艺水；温度：室温15～25℃；浸泡时间：3～4min。

不锈钢结构件水洗完毕后放入烘箱烘干处理，充分烘干结构件微孔隙内部的水渍，烘干温度：180～210℃；时间：20～30min。

4)焊缝间隙刮涂腻子：用特定工装对焊缝间隙里面进行刮涂腻子层，充分填充焊缝间隙，焊缝间隙的深度3mm，两侧的不锈钢板表面的腻子层厚度小于0.5mm，同时清理干净周围无需刮涂腻子的表面；腻子层刮涂完毕后，不锈钢结构件放入烘箱烘烤处理。烘烤温度：180～200℃；时间：15～20min。

5)喷塑涂装：不锈钢结构件及焊缝间隙进行粉末涂装，在涂装前用压缩空气充分吹净结构件及焊缝周围表面的灰尘及污染，喷涂的粉末为高耐盐雾的户外环氧树脂粉末或聚酯树脂粉末，涂层厚度80～100μm。喷涂完毕后对涂层进行烘烤固化，烘烤温度：190～210℃；烘烤时间：结构件处在190～210℃温度的时间不少于20min。

6)涂层检测：粉末涂装完毕后对涂层外观和涂层厚度进行检查；外观由专业人员用灯光照射进行目测检查，外观表面应无鼓泡、咬底、裂纹、漏喷涂等缺陷；涂层厚度用测厚仪进行检测，测试时需检测焊缝间隙周围未刮涂腻子的表面涂层厚度，并进行多点涂层厚度测试，任何一点的厚度要求：80～100μm。

焊缝间隙及周边的涂层应经过480h连续中性盐雾中性盐雾试验(GB/T 10125-1997)后无明显可见锈蚀，且经过适用于户外及沿海使用的严酷等级B级的交变盐雾试验，即经过两个周期共24天的湿热存储(GB/T 2423.4-2008(试验Db))和盐雾试验(GB/T 2423.16-2008(试验Ka))后无明显可见锈蚀。

实施例2

与实施例1不锈钢焊接件的涂装过程相同，区别在于：SUS430不锈钢板与处理后的表面粗糙度为Ra25，焊接后不锈钢的焊缝间隙最外端宽度为0.9mm，深度为2mm，不锈钢焊缝间隙刮涂腻子后不锈钢表面的腻子层厚度小于0.4mm，喷塑80～90μm厚聚酯树脂粉末涂层。将制备得到的不锈钢结构件经过480h连续中性盐雾试验。试验结果表明焊缝间隙及周边的涂层无明显可见腐蚀鼓泡、咬底、锈蚀，涂层耐腐蚀、抗剥离性能良好。

实施例3

与实施例1不锈钢焊接件的涂装过程相同，区别在于：SUS201不锈钢板与处理后的表面粗糙度为Ra12.5，焊接后不锈钢的焊缝间隙最外端宽度为0.75mm，深度为3.5mm，不锈钢焊缝间隙刮涂腻子后不锈钢表面的腻子层厚度小于0.4mm，喷塑80～100μm厚聚酯树脂粉末涂层。将制备的不锈钢结构件经户外使用的严酷等级B级的交变盐雾试验：由完全相同的两个12天周期组成，每个12天的周期包括：

根据GB/T 2423.4(试验Db)进行湿热试验，温度(40±3)℃，相对湿度为95％，试验以24h为一个循环，共进行5个循环。

根据GB/T 2423.16(试验Ka)进行盐雾试验，温度(35±2)℃，试验以24h为一个循环，共进行7个循环。

试验结果表明焊缝间隙及周边的喷塑涂层无明显可见腐蚀鼓泡、咬底、锈蚀，涂层耐腐蚀、抗剥离性能良好。

实施例4

与实施例1不锈钢焊接件的涂装过程相同，区别在于：SUS201不锈钢板与处理后的表面粗糙度为Ra25，焊接后不锈钢的焊缝间隙最外端宽度为0.9mm，深度为3mm，不锈钢焊缝间隙刮涂腻子后不锈钢表面的腻子层厚度小于0.4mm，喷塑80～100μm厚聚酯树脂粉末涂层。将制备的不锈钢焊接件经户外使用的严酷等级(3)级的交变盐雾试验：一个试验循环包括四个喷雾周期，每个2h，每个喷雾周期后紧接着一个为期20～22h的湿热贮存周期，此后再进行一个标准大气条件(温度：23±2℃)，相对湿度为45～55％下为期3天的贮存周期。

试验结果表明焊缝间隙及周边的喷塑涂层亦无明显可见腐蚀鼓泡、咬底、锈蚀，涂层耐腐蚀、抗剥离性能良好。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种不锈钢焊接件的涂装方法，包括以下步骤：

A)，将不锈钢进行预处理，使不锈钢的表面粗糙度为Ra12.5～Ra25；

B)，将步骤A)得到的不锈钢进行焊接，得到不锈钢焊接件，所述不锈钢焊接件的焊缝间隙最外端宽度小于等于1.0mm；

C)，将所述不锈钢焊接件进行脱脂和烘干处理，然后将不锈钢焊接件的焊缝间隙刮涂腻子后烘烤；

D)，将步骤C)得到的不锈钢焊接件进行粉末涂装，得到涂层，将所述涂层进行烘烤。

2.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，所述预处理为拉丝处理与打磨处理中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，所述脱脂处理按照以下步骤进行：

将所述不锈钢焊接件依次进行预脱脂处理与脱脂处理；所述预脱脂处理的温度为40～55℃，脱脂剂的浓度为5vol％～10vol％，浸泡时间为3～5min，所述脱脂处理的温度为40～55℃，脱脂剂的浓度为5vol％～10vol％，浸泡时间为3～5min；

将脱脂处理后的不锈钢焊接件依次进行两道水洗处理；所述水洗处理的溶剂为工艺水，温度为15～25℃，浸泡时间为3～4min。

4.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，步骤C)中所述烘烤的温度为180℃～200℃，时间为15～20min。

5.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，步骤C)中所述不锈钢焊接件刮涂腻子层后不锈钢焊接件两侧表面的腻子层厚度小于0.5mm，不锈钢焊接件中心区域未涂有腻子层的焊缝间隙的深度小于4mm。

6.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，步骤D)中所述烘烤的温度为190℃～210℃，所述烘烤的时间为20min～40min。

7.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，步骤D)中所述涂层的厚度为80～100μm。

8.根据权利要求1所述的涂装方法，其特征在于，所述不锈钢为厚度不大于3mm的冷轧不锈钢板。