宋喜梅 刘日新
1、概述
粉末涂料固化过程的固化温度和固化时间用炉温跟踪仪进行测试。粉末涂装的烘烤温度对涂膜的色差有很明显的影响。定期进行温度测试的重要性在于：确保所有的产品全都达到了所要求的固化温度和固化时间，以保证涂装质量。如出现问题时，可迅速找出具体位置并分析原因，及时解决问题。
2、SMT炉温跟踪仪
2.1炉温跟踪仪
炉温跟踪仪可以分为单通道（型号SMT-G1)，四通道(型号SMT-4)，七通道(SMT-7-128-300-K)，十四通道(SMT-14-256-300-K)等多种，根据要测试的测点数和工艺要求选择合适的炉温跟踪仪。
2.2测试原理
炉温跟踪仪配备保温箱进行隔热，和产品一起进入并穿过烘炉。测试温度用传感器一般为K型热电偶。有粘贴热电偶、夹子热电偶，磁铁热电偶等，根据工艺需求选择热电偶固定方式。测试温度传感器可以测量烘烤炉内气氛温度一点，产品不同位置表面温度多点。整个烘烤炉内的温度数据记录在炉温跟踪仪内。出炉后，通过和计算机进行通讯，读出整个过程的数据，用专用软件分析测试结果，得到高于某（根据客户要求选择）两个固化温度的固化时间和烘烤过程的最高温度。
3、测试方法与步骤
3.1 设置采样周期
在设置软件或炉温跟踪仪显示屏上设置采样周期，有1s, 2s, 5s, 10s, 20s等可选，通常设置为1s。
3.2 固定热电偶在工件上
将热电偶热端固定在被测工件表面，用一根炉气热电偶测试炉气温度。
粘贴热电偶：采用高温胶带把热电偶粘贴在工件表面，特别适合厚度在2mm以内的金属件、塑料、异型工件等。特点是响应快。
夹子热电偶：固定方便，适合于各种铝合金工件；
磁铁热电偶：只适合于各种铁质工件，不适合不锈钢、铝、塑料等工件；缺点是响应慢。
3.3进炉测试
在进炉之前，打开炉温跟踪仪开关，开始记录。炉温跟踪仪和工件一起进炉, 记录并保存工件在整个固化过程中粉末涂层的温度变化。出炉后先停止记录，然后再拔下热电偶。
3.4 下载数据进行分析
炉温跟踪仪出炉后，通过数据线将已记录的温度数据下载到电脑中，通过专用分析软件进行数据分析。
3.5 保存测试温度数据，同时记录烘烤线实际的设定炉温和线速度， 已备多次测试比较分析使用和存档。
4．实际测试实例
4.1 铝合金轮毂涂装温度测试
汽车铝合金轮毂越来越多地采用粉末涂料涂装，目前我国铝轮毂行业主要采用透明粉进行面涂。涂装是铝合金轮毂生产的最后工序，该工序的主要功能是增加轮毂在驾驶过程中在各种环境下的抗腐蚀性和外表的美观，可以根据用户的需求进行不同颜色的喷涂。轮毂底涂、色漆喷涂、透明层喷涂等每一层喷涂完成后，都需要进行固化成膜，所以每一套喷涂设备连接的都是一套固化炉和相应的冷却炉，炉内温度实际温度曲线可以用SMT炉温跟踪仪来测试并调整确保温度曲线满足工艺要求。图1为轮毂涂装炉温曲线。
4.2 家电涂装温度测试
家电涂装采用的粉末固化工艺为 180±10 ℃，烘烤 15±5min ，属正常固化。其中的温度和时间是指工件的实际温度和维持不低于这一温度的累积时间，而不是固化炉的设定温度和工件在炉内的行走时间。但两者之间相互关联，设备最初调试时需要使用SMT炉温跟踪仪测量最大工件的上、中、下 3 点表面温度及累积时间，并根据测量结果调整固化炉设定温度和输送链速度 ( 它决定工件在炉内的行走时间 ) ，直至符合上述固化工艺要求。这样就可以得出两者之间的对应关系。 图2为冰箱外壳的涂装温度曲线。
图2 家电涂装温度曲线
4.3 彩涂板涂装温度测试
彩涂板是指将有机涂料在连续生产工艺中涂敷在基板表面, 经烘烤而成的产品。彩涂板作为一种复合材料, 不仅强度高、易成型, 而且有良好的耐腐蚀性能, 同时有机涂料可配成各种不同的颜色, 并可借助于印花、压花等技术制成仿木纹、皮革纹等各种图案, 使彩涂板具有很好的装饰性能, 因而其在建筑、家电和交通运输上得到了越来越广泛的应用。
在彩涂板生产过程中, 固化是关键工序, 涂料涂敷到基板上后, 需加热使湿涂层中的溶剂得以挥发, 同时使有机物在催化剂的作用下发生聚合或交联反应。固化不但使涂层牢固地和基板粘结在一起, 还使其具有一定的力学和物理性能, 因此固化工艺参数的控制直接影响到彩涂板的产品性能。图3为铝板彩涂温度曲线。
图3 铝板辊涂温度曲线
5 炉温跟踪仪的校准
任何测量均受测试仪器的准确度、测试方法、测试环境条件和测试人员的熟练程度、测试对象诸多因素的影响，而使测试结果带来误差，下面分析炉温测试结果的误差。
一级热电偶的允差：Δ偶=0.4%*300℃或±1.5℃中取大值=1.5℃，炉温跟踪仪的允差：Δ仪=0.5级*300℃=1.5℃，由热电偶和炉温跟踪仪组成的测温系统，偏差在sqrt(Δ偶Δ偶+Δ仪*Δ仪) = sqrt(1.5*1.5+1.5*1.5) = 2.1℃。炉温跟踪仪需要定期进行标定，误差在2.1℃为合格。通常检定的周期为一年, 可以委托各省计量部门来检定。
实际校准最简单的方法是把水一直沸腾，把传感器放进沸腾的开水中。看记录的温度与当地水的沸点温度的偏差是不是在2.1℃以内。因为炉温跟踪仪是在高温下使用的，可以使炉温跟踪仪通过一次烘烤炉后，记录的仪器不要从保温箱中取出来，直接把传感器放进正在沸腾的开水中，看记录的温度与水的沸点的偏差是不是在2.1℃以内。
6 结论
本文介绍了炉温跟踪仪的一些应用实例，对炉温跟踪仪的校准提出了一种简易的检测方法。
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