汽车车身涂装 2、红外线辐射干燥设备 红外线辐射干燥设备-教案.doc

国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库 PAGE 6 《汽车车身涂装技术》教案 知识点 红外线辐射干燥设备 学时 0.25学时 教学内容 红外线辐射干燥设备 教学重点 红外线辐射干燥原理 教学难点 红外线辐射干燥设备 参考资料 李远军，《汽车涂装技术（2版）》，北京理工大学出版社，2016.07 辐射是热传递的一种方式，这种加热方式是将热量转变为各种波长电磁振动的辐射能，其过程被称为热辐射。利用热辐射干燥物体的方法，称为辐射式干燥；以红外线为辐射热源的干燥设备，称为红外线干燥。 红外线辐射烤漆房 红外线辐射烤漆灯 辐射干燥原理是通过热辐射加热涂层加速涂膜干燥，其中使用较普遍的是红外线加热设备。辐射式干燥的特点是辐射热不需任何中间介质(空气、液体)，而靠电磁波传播热量。由辐射器发出的红外线(辐射能)直接辐射到物体表面转变为热量。它不受周围介质的影响，因而有很高的热传递效果。与对流热干燥的区别是红外线穿透涂膜后，红外线能量被吸收在金属上，并且转化为热量。热的金属重新辐射热量于整个涂膜，而使涂膜中稀释剂、溶剂等蒸发变干。 日光通过三棱镜，可分为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色可见光，在红色和紫色光两端还存在着不可见光，即红外线和紫外线，它们都是电磁波，区别仅是波长不同。 红外线与可见光一样，都是直线传播的。当它辐射到达物体时，会出现以下三种情况，一部分在物体表面被反射，一部分被物体所吸收，其余部分透过物体。被吸收的红外线辐射能量就转变成热能，使物体温度升高，被吸收的能量愈大，物体的温度升得愈高。 到达被加热物体上的红外线辐射能量与红外线传播的距离有着密切的关系。红外辐射源至被加热物体之间的距离每增加一倍，达到物体的红外辐射能量便减少到原来的四分之一。所以应用红外加热时，辐射源与被加热物体之间的距离应小一些。 红外加热的效果，决定于被加热物体吸收红外线辐射能量的多少，这就需采用辐射率大的材料做辐射源和缩短辐射的距离，使到达被加热物体的红外辐射能量尽可能的大；同时，被加热物体的红外线吸收率也要大，以吸收尽可能多的辐射能量。 红外线辐射使涂料吸收能量产生热量，溶剂由内向外挥发，热能损耗小。涂层干燥内外一致、透彻，有利于提高涂层质量。远红外线比近红外线更适合用于涂料的干燥。远红外线辐射干燥速度快，时间是热空气对流干燥的1/10，近红外线辐射干燥的1/2。红外线辐射无气流的流动，减少了尘埃沾上涂面的可能性。该设备投资费用低，高效、节能、无污染。但因辐射距离的不同，在对形状复杂的物件进行烘烤时，同一物件的表面会干燥快慢的差异。 1.红外线干燥特点 1）干燥速度快并由于自内层向外干燥，涂层内溶剂易挥发，因而可大大缩短干燥时间，一般可提高效率2～5倍。 2）干燥质量好，涂层干燥均匀，可避免或大大减少由于溶剂蒸发而产生的针孔、气泡现象。 3）升温迅速，大大缩短了烘干的时间。 4）红外线干燥设备结构简单，效率高，节约设备投资和占地面积。 5）红外线辐射具有方向性，可用于局部加热。 6）红外线以直线运行，因此要尽量使工件表面受到红外线的直接照射，才能取得良好效果。 2.影响红外线辐射干燥速度的因素 1）辐射源与受热面的距离应根据涂层厚度和环境等状况，并参照厂家设备说明书选择最合适的有效距离。 2）受照射面的反射率和颜色不同，对红外线的吸收率不同，一般而言，深色的比浅色的干燥快。用对红外线吸收率最低的抛光铝板，做成干燥室的反光装置，可更有效的利用辐射热的效能。 3）涂装工件的重量。工件越重，干燥时热量消耗多，干燥越慢。 红外线干燥的温度，在不影响涂膜性能的情况下，尽可能提高一些。这样可以缩短干燥时间。 3.红外线干燥器的种类 1）红外线灯泡。红外线灯泡利用加热钨丝的方式，产生强烈的辐射线而进行工作。目前市场出售的灯泡有220V、250W和220V、500W两种。红外线灯泡的热效率较低，成本高，但结构简单，控制方便。 2）金属管状电热元件。在金属管内放入螺旋形的电热丝，管的空隙部分填充导热绝缘氧化物，通电后使金属管加热到一定温度而产生辐射线。这种辐射器的特点是坚固耐用，质轻，体积小，寿命长并可根据烘道形状和工件排列方式进行弯曲，配置成理想的形状。 3）金属板式红外线辐射器。这种辐射器与管状电热元件组成基本相似，所不同的是将管状改为板形，或者将管状元件装入板内。 电热板材料为铸铁和钢板，规格有方形300mm×150mm×10mm，200～1000W；圆形D125～D180mm，500～1000W；铁板表面温度约600℃，产生波长为3.3～10μm的红外线。它具有辐射面大，温度均匀等特点。 4）碳化硅管红外线辐射器。这种辐射器的外管用碳化硅和陶土等烧制而成，管内装置氧化铝螺杆，两端各装有一个氧化铝堵头。在螺杆上缠绕电阻丝，通电后加热碳化硅外管而产生红外线