环氧树脂漆具有附着力强、耐化学腐蚀性好等特点,已广泛用于各行各业钢构件的防腐涂装。喷砂是钢构件涂装前的一种重要表面预处理方法,它不仅可以清除工件表面的污染物,而且可以使工件表面粗糙化,提高涂层与基体之间的结合强度。本文对喷砂表面粗糙度形成的动力学理论以及表面粗糙度对涂层与基体之间的界面应力和结合强度的影响等方面进行了系统地研究。运用Hertz接触理论分析了喷砂时磨料撞击基体表面时的动力学特性,得到了基体表面变形区半径和蚀坑深度的理论公式,并通过喷砂试验探讨了喷射角、磨料粒径及空气压力等参数对基体表面粗糙度的影响规律。结果表明:在其它试验参数一定的条件下,表面粗糙度分别随着喷砂入射角、砂粒粒径及工作气压的增大而增大。采用有限元方法分析了涂层/基体间界面应力的分布特征,得到了界面应力随表面形貌变化的规律。结果表明:(1)基体表面的几何形貌对涂层界面应力影响较大,在直线、正弦和微坑三种界面模型中,正弦模型的界面应力极值最小(0.3577MPa),直线模型的界面应力极值最大(0.3975MPa),而界面应力的极值点通常出现在表面的波峰或波谷处。(2)粗糙度谷深Rm和峰谷间距S对界面应力都有较大影响,合理设计其参数,有利于降低涂层/基体系统的界面应力。当峰谷间距S为40μm时,使界面应力极值最小的最佳谷深Rm值为8μm。采用垂直拉伸法对钢构件表面环氧树脂涂层结合强度进行了试验测定,探讨了基体表面粗糙度及喷砂工艺参数对环氧树脂涂层结合强度的影响规律。结果表明:(1)基体表面的预处理状态对涂层的结合强度有较大影响,与未喷砂处理的试件相比,经喷砂处理的试件表面其涂层抗破坏能力提高3倍以上;(2)涂层与基体之间的结合强度并非随粗糙度的增大而增大,粗糙度有个最佳数值;在本文的试验条件下,基体表面粗糙度Rm为9.6μm时,涂层与基体之间的结合强度1.75MPa为最大;(3)当砂粒粒径、喷射角和工作气压三个喷砂工艺参数大小合适时,基体表面产生了最佳的粗糙度,涂层与基体之间的结合才会牢固。在本文试验条件下,最大的涂层结合强度为1.93MPa,此时试验参数是:砂粒粒径0.35~0.38 mm,入射角40°,工作气压0.75MPa。