拋丸處理是指通過拋丸器把丸料(鋼丸或砂粒)以很高的速度和一定的角度拋射到工作表面上，讓丸料沖擊工作表面，然后在機器內部通過配套的吸塵器，采用干式或濕式除塵方法，將丸料和清理下來的雜質分別回收，并且通過丸料回收系統(tǒng)、篩分裝置、提升機使丸料可以再次利用的技術。

拋丸處理技術，目的在于使零件表層形成起保護作用的殘余壓應力，產生加工硬化等有利變化。這對于長期處于交變應力作用下的零件，可以延長零件的疲勞壽命或載荷能力，同時可以提高零件的彎曲度、扭轉疲勞強度，改善應力腐蝕開裂性能。比如，汽車的變速器齒輪、軸經過拋丸處理處理之后，大大提高了零件的疲勞強度及使用壽命。拋丸處理技術特點及關鍵參數

拋丸處理技術目的是使零件表層獲得殘余壓應力，從而延長零件的疲勞壽命，這個基礎理論通過臺架試驗和其他大量的試驗已經得到驗證。通過不同工藝、不同技術參數條件下拋丸出來的零件，拋丸結果其表層殘余壓應力可以檢測，通常用射線應力儀檢測。

測定殘余應力的檢測方法除X射線法外，還有機械法、電阻法、光彈性復膜法和聲學法等，這些方法只有X射線法屬于非破壞性的，可測定表層10～35μm內的應力。測定零件沿層深的殘余壓應力通常使用剝層法，即通過切削或腐蝕使材料內部逐層露出。

檢測試樣的制作需要切割零件，屬于有損檢測，而且檢測時間長。工藝試驗及設備調試時就采用檢測對應工藝生產條件下的弧高值，同時抽取零件送檢進行殘余壓應力確認。生產過程用監(jiān)測弧高值的穩(wěn)定性來進行過程控制?；「咧禉z測有專門的弧高儀，采用阿爾門(Almen)試片進行。

阿爾門試片分N、A、C三種，分別適用于不同拋丸強度(弧高值)的場合用，每類試片根據加工精度不同區(qū)分為不同等級。拋丸處理覆蓋率一般要求。工藝試驗設備調試時使用體視顯微鏡或放大鏡或熒光指示劑配合測定，生產過程用拋丸工藝時間來保證。

弧高值表示阿爾門試片Almen Strips向產生殘余壓應力被強化的一面彎曲或弧形突出高度，通過阿爾門量具測得。覆蓋率表示零件表面被丸流拋射擊打形成小凹坑痕覆蓋的面積。

要保證拋丸結果穩(wěn)定，就必須要求拋丸過程受控、可控。也就要求對影響拋丸強度和覆蓋率的主要因素拋頭尺寸、拋頭功率、拋射速度、拋射角度、丸料流量、電動機轉速、拋丸時間、丸料大小、丸料形狀等級和丸料硬度等進行參數設定和過程控制。

拋丸處理技術發(fā)展

拋丸處理適用于當零件有特定目標區(qū)域(部位)需要強化時，或設計使用的丸料為陶瓷珠或玻璃珠時，同時噴嘴機械手能實現強化的高度自動化。如果有生產時間限制或在高產能批量化的制造環(huán)境下，如汽車零部件制造業(yè)用于強化板簧、圓簧或齒輪、軸，離心力式拋丸強化是更為理想的選擇，采用離心式拋丸器是技術發(fā)展趨勢。

除技術穩(wěn)定可靠性差外，基礎工業(yè)環(huán)境國產鋼材質量不穩(wěn)定，國產鋼板強度使用壽命不夠，國產零部件供應鏈不配套，國產檢測設備不夠成熟，都是制約國產拋丸處理機發(fā)展的因素。

市場機會不多，給予國產拋丸處理機制造商積累經驗、不斷改進的空間也就不夠。因此國產拋丸處理機行業(yè)要充分考慮政策風險、市場風險、技術風險、貿易風險、粉塵排放、噪聲控制、安全環(huán)保風險，把握國家投資的契機，實施競爭性戰(zhàn)略聯(lián)盟。

拋丸處理企業(yè)自身要合理定位客戶群，實施重點客戶戰(zhàn)略，參與客戶的生產規(guī)劃，根據客戶產能需求，為客戶量身定做拋丸處理技術解決方案。設計制造的拋丸機設備應滿足生產要求、生產節(jié)拍、生產效率和質量，產品的技術要求殘余壓應力、覆蓋率、阿爾門試片弧高值都能得到保證，性價比高。拋丸處理技術在高速公路中的應用

一、拋丸處理工作原理

公路拋丸機由支撐平臺、拋丸機、除塵器及控制系統(tǒng)四部分組成。主要用于公路混凝土表面拉毛，以增加瀝青防水層的附著力。

通過蝸輪向混凝土表面以 50m/s～70m/s的速度高速噴射微型鋼丸，使其表面產生不規(guī)則的“桔皮”，由此產生的粉塵及鋼丸通過除塵器進行回收，在鋼丸儲備箱對鋼丸及粉塵進行分離，粉塵通過除塵器進行回收集中處理。

可做到無塵、無污染施工，既提高效率，又保護環(huán)境。拋丸機按其行走形式可分為三種:手推式、車載式和自行式。拋丸機操作時通過控制和選擇丸料的顆粒大小、形狀，以及調整和設定機器的行走速度，控制丸料的拋射流量，得到不同的拋射強度，獲得不同的表面處理效果。

我國目前使用的方法:人工鑿毛、機械鑿毛、高壓水等，均存在施工效率低，環(huán)境污染嚴重，甚至在原混凝土表面產生強烈振動導致加微裂紋的危險，同時不便于大面積機械化施工，粘結力較差。

使用鑿毛設備或銑刨設備存在以下弊端:①在機械沖擊下產生微裂紋;②將原來并不松動的骨料會振松;③銑面百分比低;④破壞原路面的平整度;⑤處理后的表面不均勻;⑥需要后續(xù)的清理工作;⑦環(huán)境粉塵污染嚴重。

拋丸處理工藝能夠一次性將混凝土表面的浮漿、雜質清理和清除干凈，Z重要的是同時對混凝土表面進行了打毛處理，使其表面均勻粗糙，達到一定的露骨率，但又不會去除粘結緊密的骨料，大大提高防水層和混凝土基層的粘結強度。拋丸處理工藝還存在施工效率高、運行成本低等特點，而且在施工過程中，能夠充分暴露混凝土的裂紋等病害，以便提前采取補救措施。

二、拋丸處理施工過程

1、原材料準備

根據工作面準備情況，應預先備好圓形φ1.2/ 1.5mm的丸料2 t左右，丸料無雜物、大小均勻一致，并符合國標SAE S460相關要求。丸料要儲存在干燥的環(huán)境中，以免因銹蝕結塊而無法使用;還應準備5塊以上2m×1m的鋼板，在拋丸機經過橋梁伸縮縫時使用。

2、工作面清理

一般情況下，在橋面護欄等附屬結構物施工結束后都會遺留少數雜物，主要為拋撒的浮漿。此時，清理浮漿較為重要，如較大塊(2 cm以上)不做清理，在拋丸過程中機器拋頭就極易被損壞，造成不必要的損失。

在清理時，應對拋丸機行走不到的位置用人工使用鋼絲刷仔細刷掉混凝土浮漿和結硬雜物，然后用風力滅火器吹干凈。清理后的橋面應保證平整、堅實、潔凈，無污染、雜質、油漬、塵土等，局部低洼或凸出的結硬雜物，應將其打磨并清理干凈。

3、施工工作面的驗收

由于水泥混凝土橋面鋪裝層一般在施工結束后不久就逐漸產生起皮、泛砂、剝落、露筋、空鼓、開裂、松散和破碎等現象，這些病害通常難以避免。

因此，在進行橋面拋丸處理前應對橋面整體進行驗收。驗收應在雨后進行，可采用4人～7人呈一字在半幅依次排開，每人一把鐵錘敲擊檢測，就可發(fā)現空鼓、裂縫、破碎、露筋等現象，對于病害部位使用油漆做以標記待返工處理，驗收合格后方可開始拋丸施工。

橋面拋丸處理已完成 20余萬平方米，經與總監(jiān)辦、項目辦對已施工完成橋面多次檢測，拋丸處理后構造深度達到0.56mm，滿足設計(≥0.45mm)要求，構造深度合格率達98%以上，滿足設計與驗收標準，處理程度達到了預期的效果。

三、拋丸處理的關鍵控制參數

拋丸工藝和設備根據所需要處理的表面不同，通過以下 3個參數來控制處理后的表面狀況:

1、選擇鋼丸的尺寸和形狀，丸料的形狀和大小決定了處理之后的表面粗糙度;

2、設備的行走速度，決定了處理的深度;

3、鋼丸流量，決定拋丸打擊效率。

橋面鋪裝設計為C50加筋混凝土，使用的MT-800B型公路拋丸機為車載式。在工作時，由一輛拖拉機牽引行駛，行駛速度控制在10m/min～15m/min;鋼丸流量控制在65m/s;施工初期使用丸料為圓形φ1.2mm，但經過檢測，構造深度較難達到0.45，通過在施工中的不斷探索、總結，隨后將丸料調整為圓形φ1.5mm摻拌20%圓形φ1.2mm丸料混合使用，拋丸處理后的效果得到了很大改善。

四、拋丸處理經濟性分析

根據以往的橋面處理方法(銑刨或鑿毛)與目前的拋丸處理相比較，銑刨機在施工過程中，需要 1輛水車加水、2輛自卸車裝運廢料，并配3名以上工人，按銑刨5mm深，每平方米單價需要25元;而拋丸只需配4名～7名工人，拋丸處理5mm深，鋼丸材料費用:消耗0.15 kg/m2，鋼丸按目前的市場價格6 000元/t計算，材料費用為0.9元/m2，綜合單價也只達到8元/m2。說明使用拋丸處理技術直接節(jié)約費用730萬元以上。

通過以上分析可以看出，拋丸處理材料費用只占到很少一部分，即便鋼材價格再漲一倍，也絲毫不能影響二者之間的差距，且拋丸處理技術施工質量有保證、效率高、安全環(huán)保，值得推廣。

五、安全、環(huán)保注意事項

1、操作人員操作拋丸機時要穿防護服、戴防護眼鏡、手套和耳塞，清除有毒覆層時應佩戴防毒面具;

2、拋丸機工作時，非操作人員不要靠近操作區(qū);

3、在每次使用機器前必須認真檢查設備是否完好，要保證各連接處密封良好，各連接部件緊固螺栓牢固可靠，易損件應在允許使用范圍內，否則應予更換;

4、裝添丸料時要檢查丸料顆粒度標號是否符合工作要求，特別要查看丸料中是否混有螺母、螺釘等異物，否則易損壞拋丸輪;

5、檢查拋丸機底部拋出口與工作清理面的高度，應保證各邊都在10mm(±1mm)內，如超出范圍應進行調整;

6、使用除塵器前需清理集塵箱;

7、搬運或移動拋丸機時，必須在關閉丸料調節(jié)閥、拋丸輪完全停止轉動、切斷電源后方可搬運或移動;

8、在有可燃氣體環(huán)境或管線不足環(huán)境下，切勿操作拋丸機;

9、不能在雨天和潮濕的環(huán)境下使用設備，以免損壞設備及造成不必要的損失;

10、設備在搬運及運輸移動過程中，應避免螺釘、釘子、焊條頭等雜物被吸附到拋丸口下面。每次開機前均需清理一次，否則易發(fā)生漏丸和損壞拋頭等事故;

11、在拋丸之后遺留的丸料應及時回收，清理干凈，以備再次利用;

12、對于拋丸產生的廢料垃圾應集中堆放、裝運，并統(tǒng)一處理，切勿隨處拋灑，避免污染附近水系、農田等，保證現場文明施工。

作為一種全新的工藝在混凝土橋面防水底層處理才剛剛起步，根據現場所得的各項指標結果說明，橋面拋丸處理技術是值得在全省乃至全國范圍內廣泛推廣的橋面浮漿處理技術。

  2018-07-04 1858