在氣動(dòng)噴砂機(jī)過(guò)程中，磨料對(duì)基材表面的切割、沖擊和沖擊使基材表面產(chǎn)生大量的凹陷和隆起，其中凹陷部分稱為谷物，隆起部分稱為峰值。這些峰谷形成了工件表面的起伏，也形成了表面的粗糙度。因此，磨料的粒度、硬度、形狀、基材的特性、空氣壓力、噴嘴與工件表面的距離以及磨料的噴射角都會(huì)影響表面粗糙度。氣動(dòng)噴砂過(guò)程屬于接觸和碰撞的范疇，幾何非線性和材料非線性決定了其分析的復(fù)雜性和難度。目前，對(duì)這一問(wèn)題的研究方法主要是理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。鑒于噴砂過(guò)程的復(fù)雜性，本文假設(shè)磨料是一致尺寸的規(guī)則球基材，表面光滑的金屬板，并以單個(gè)顆粒的沖擊過(guò)程為分析基礎(chǔ)。單個(gè)顆粒垂直沖擊試件的過(guò)程分為彈性變形階段、塑性變形初始階段和全塑性變形階段，不考慮磨料反彈時(shí)的彈性恢復(fù)。表面粗糙度的大小主要取決于磨料沖擊基體材料產(chǎn)生的蝕坑深度和接觸半徑。環(huán)氧樹(shù)脂涂料具有附著力強(qiáng)、耐化學(xué)腐蝕性好等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)鋼構(gòu)件的防腐涂料中。噴砂是鋼構(gòu)件涂裝前的重要表面預(yù)處理方法。它以壓縮空氣為動(dòng)力，使磨料高速噴射到工件表面，不僅能去除工件表面的污染物，還能使工件表面形成一定的粗糙度。與其他表面預(yù)處理工藝相比，噴砂是最徹底、最通用、最快的表面處理方法，特別適用于對(duì)鋼構(gòu)件表面除銹質(zhì)量要求較高的重要防腐工程。
噴砂機(jī)的噴砂工藝參數(shù)主要包括工作氣壓、噴射角度和距離、磨料特性（如粒度、尺寸）等，直接決定噴砂效果和表面形狀，最終影響涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。結(jié)合強(qiáng)度又稱吸附力，表示涂層與金屬基體結(jié)合的牢固性。其本質(zhì)是界面之間的相互作用力，其大小決定了涂層的使用壽命?？梢哉业降奈墨I(xiàn)表明，國(guó)內(nèi)外對(duì)噴砂工藝的研究主要集中在清洗效率上，但對(duì)涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響尚未報(bào)道。因此，研究噴砂工藝參數(shù)對(duì)涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響，不僅對(duì)優(yōu)化噴砂工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)噴砂表面粗糙度的最佳化，提高涂層結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)涂層使用壽命具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值，對(duì)豐富室溫涂層表面吸附理論，促進(jìn)我國(guó)表面技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論意義和社會(huì)意義。本文以噴砂鋼構(gòu)件表面環(huán)氧樹(shù)脂涂層的結(jié)合強(qiáng)度為研究對(duì)象，對(duì)噴砂表面粗糙度的形成機(jī)理、粗糙度對(duì)涂層基體系統(tǒng)界面應(yīng)力的影響以及噴砂工藝參數(shù)的應(yīng)用。