2025年喷砂工艺试题及答案

2025年喷砂工艺试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在干式喷砂作业中，若磨料粒径从0.5mm增大到1.0mm，在相同压力下，工件表面粗糙度Ra值通常会A.降低10%～15%B.基本不变C.提高20%～40%D.先升高后降低答案：C解析：磨料粒径越大，单颗颗粒动能增加，冲击坑变深，Ra值显著上升。2.采用回收式喷砂房时，最能直接降低磨料破碎率的核心措施是A.提高喷枪压力B.选用铸钢丸替代棕刚玉C.缩短喷枪与工件距离D.增大除尘器风量答案：B解析：铸钢丸韧性高，循环过程中不易破碎，可降低耗砂量30%以上。3.对铝合金薄壁件进行精饰喷砂时，为防止冲击变形，应优先选择A.0.2MPa压力+玻璃珠0.1mmB.0.8MPa压力+棕刚玉0.3mmC.0.6MPa压力+钢丝切丸0.5mmD.0.4MPa压力+石英砂0.8mm答案：A解析：低压力、低硬度、小粒径磨料可降低单位面积冲击力，避免薄壁件鼓包。4.湿式喷砂中添加0.5%三乙醇胺的主要作用是A.提高磨料沉降速度B.抑制铝合金表面点蚀C.降低水的表面张力D.增加浆料黏度答案：B解析：三乙醇胺呈弱碱性，可中和Al³⁺，防止点蚀白斑。5.喷砂清理等级Sa2½对应ISO8501-1的原始锈蚀等级是A.AB.BC.CD.D答案：B解析：Sa2½要求除去95%以上锈蚀，B级锈蚀板残留痕迹最少，最易达标。6.在机器人喷砂系统中，若TCP速度从500mm/s降至250mm/s，而磨料流量不变，则单位面积冲击次数A.减半B.不变C.加倍D.增加四倍答案：C解析：速度减半，单位长度停留时间加倍，冲击次数线性增加。7.采用真空回收地板时，磨料水平输送的最大距离主要受限于A.磨料密度B.地板缝隙宽度C.气流速度D.喷枪数量答案：C解析：气流速度低于悬浮速度时，磨料沉积，造成回砂不畅。8.喷砂后工件出现“橘皮”缺陷，最不可能的原因是A.磨料含油B.压缩空气含水C.喷枪角度90°D.磨料粒径分布过宽答案：C解析：90°角度虽降低效率，但不会直接引起橘皮；油水夹杂使表面张力不均，形成橘皮。9.下列哪种磨料在循环使用后最容易产生游离硅粉尘A.玻璃珠B.棕刚玉C.石英砂D.尼龙砂答案：C解析：石英砂主成分为SiO₂，破碎后产生可吸入结晶硅，职业危害最大。10.喷砂压力0.6MPa、喷嘴直径8mm、空气温度20℃时，理论空气耗量约为A.3.2m³/minB.4.8m³/minC.6.1m³/minD.7.5m³/min答案：C解析：按Q=0.37×d²×p⁰·⁵×T⁰·⁵，代入d=8，p=6，T=293，得6.1m³/min。11.若要求粗糙度Rz40～60μm，碳钢板喷砂应优先选用A.G80玻璃珠B.G50钢丸C.0.5mm棕刚玉D.1.2mm铜矿渣答案：D解析：铜矿渣棱角锋利、粒径大，可高效切削出深谷，满足高粗糙度要求。12.湿式喷砂后工件出现闪锈，最快捷的补救措施是A.立即烘干+喷涂15μm磷化底漆B.重新喷砂至金属白C.用5%柠檬酸擦拭D.高压风吹干即可答案：A解析：闪锈初期膜薄，烘干后磷化底漆可封闭，避免二次喷砂。13.喷砂房照度标准规定，手工操作区工作面照度不得低于A.50lxB.150lxC.300lxD.500lx答案：C解析：GB50034-2013规定喷砂房一般照明300lx，可减少漏喷。14.采用变频空压机比定频空压机在喷砂系统中节能率可达A.5%B.15%C.30%D.45%答案：C解析：变频机卸载损耗低，按平均负载率60%计算，综合节电约30%。15.对不锈钢焊缝进行喷砂钝化一体化处理，应选用A.玻璃珠+柠檬酸浆料B.棕刚玉+亚硝酸钠浆料C.钢丸+硝酸浆料D.石英砂+磷酸浆料答案：A解析：玻璃珠无铁污染，柠檬酸可络合游离铁，实现喷砂与钝化同步。二、多项选择题（每题3分，共30分，多选少选均不得分）16.下列哪些因素会显著降低喷砂效率A.喷嘴磨损孔径增大2mmB.压缩空气露点升至10℃C.磨料流量超过临界值D.喷枪后坐力增大答案：A、B、C解析：A导致压力降，B使水分在喷嘴冷凝，C造成磨料速度下降，均降低效率。17.关于湿式喷砂对比干式喷砂的优势，正确的是A.粉尘浓度降低90%B.表面粗糙度更易控制C.可同步进行化学抛光D.磨料回收系统更简单答案：A、B、C解析：湿式需脱水干燥，回收系统更复杂，D错误。18.喷砂后电泳涂装出现“火山口”，可能关联的前处理缺陷有A.磨料含硅油B.压缩空气含油C.工件表面静电过大D.湿度过高导致闪锈答案：A、B、C解析：硅油与压缩机油均造成缩孔，静电吸附灰尘亦形成火山口；闪锈主要引起气泡。19.机器人喷砂路径规划中，为降低边角过喷，可采取A.降低TCP速度B.增大喷枪距离C.采用45°摆角D.开启“边角减速”功能答案：C、D解析：摆角使磨料擦边角而非直冲，减速减少停留时间，A、B反而降低均匀性。20.下列哪些属于磨料“二次破碎”诱因A.喷枪压力0.8MPaB.回收斗高度落差3mC.螺旋输送机叶片间隙过小D.振动筛振幅过大答案：B、C、D解析：高落差冲击、螺旋挤压、筛网碰撞均会破碎；压力属一次破碎。21.喷砂房火灾爆炸风险点包括A.铝镁粉尘云B.静电积聚C.照明灯具超温D.二氧化碳灭火管网答案：A、B、C解析：CO₂管网为消防设施，非风险源。22.采用激光粗糙度仪替代对比样块的优势有A.数据可追溯B.不受环境光影响C.可测曲面D.成本低答案：A、C解析：激光仪成本高，强光环境需遮光，B、D错误。23.对钛合金喷砂时，为防止氢脆，应A.选用0.2MPa低压B.避免使用铁基磨料C.控制相对湿度<40%D.喷砂后2h内真空退火答案：A、B、D解析：湿度对氢脆影响小，C非关键。24.下列哪些属于磨料“形貌钝化”表现A.表面出现微裂纹B.棱角圆整度增加C.堆积密度上升D.颜色变暗答案：B、C解析：圆整导致堆积密度上升；微裂纹属破碎，颜色变化与污染有关。25.喷砂系统节能改造中，采用“压力闭环+变频回砂”可带来A.降低15%空压机能耗B.减少30%磨料损耗C.降低喷嘴磨损D.提高粗糙度均匀性答案：A、B、D解析：压力稳定减少溢流，回砂变频避免过量抽吸，C无直接关联。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）26.喷砂压力越高，磨料破碎率一定呈线性增加。答案：×解析：超过临界压力后破碎率增速趋缓，非线性。27.湿式喷砂可完全消除硅肺风险。答案：×解析：若磨料本身为石英，破碎后仍可能产生游离硅。28.采用超音速喷嘴可在0.3MPa压力下获得0.8MPa压力的同等清理效率。答案：√解析：超音速喷嘴通过拉瓦尔结构提高颗粒速度，补偿压力不足。29.喷砂后表面粗糙度与涂层厚度呈正相关，因此粗糙度越大越好。答案：×解析：过度粗糙易形成尖峰，导致涂层出现“架桥”，反而降低附着力。30.对同一磨料，喷枪距离从100mm增至200mm，粗糙度Ra值一定降低。答案：×解析：若磨料粒径大、速度衰减不明显，Ra可能因覆盖次数减少而升高。31.喷砂房排风口设置阻火器可有效阻止火星进入除尘器。答案：√解析：阻火器冷却火星至自燃点以下，防止烧袋。32.采用双仓连续喷砂罐可实现不停机加砂。答案：√解析：上下仓交替工作，保证连续供砂。33.玻璃珠喷砂可在不锈钢表面形成纳米级压应力层，提高疲劳寿命。答案：√解析：喷丸强化效应，玻璃珠硬度适中，可引入有益压应力。34.喷砂后工件表面温度升高主要来源于磨料冲击摩擦。答案：√解析：动能转化为热能，温升可达30～50℃。35.机器人喷砂系统中，Tool0坐标系与法兰盘坐标系永远重合。答案：×解析：Tool0为默认工具，若安装偏移需重新标定。四、填空题（每空2分，共30分）36.按ISO11124规定，新钢丸的维氏硬度范围应为________HV。答案：390～51037.喷砂清理等级Sa3的表述为“表面呈________金属色，无任何________”。答案：均匀；可见油污、锈蚀及旧涂层38.计算喷砂效率时，常用“________面积法”测定单位时间清理面积。答案：对比样块39.湿式喷砂浆料中，磨料与水的质量比通常控制在________∶________。答案：1∶5～1∶740.采用文丘里回砂时，最小输送风速应大于磨料________速度的1.2倍。答案：悬浮41.喷砂房换气次数设计为________次/h，可保证粉尘浓度低于爆炸下限的25%。答案：6042.对热轧钢板喷砂，若要求Rz50μm，磨料平均粒径应选________mm。答案：0.8～1.043.喷砂后电泳前，表面污染度等级需达到________级（GB/T18570.3）。答案：244.采用变频回砂时，风机频率与管道风速呈________关系。答案：线性近似45.喷砂系统压缩空气露点应低于环境温度________℃，防止冷凝。答案：1046.对镁合金喷砂，磨料中铁含量须<________%，避免电偶腐蚀。答案：0.147.激光粗糙度仪的取样长度一般取________mm，可覆盖足够波峰波谷。答案：2.548.喷砂后涂层附着力测试，划格法等级0级表示切割边缘________。答案：完全光滑，无脱落49.采用真空回收地板，缝隙风速需保持________m/s以上，防止磨料滞留。答案：1850.机器人喷砂离线编程软件中，________模块可自动生成碰撞-free轨迹。答案：PathPlanner五、简答题（每题10分，共30分）51.简述喷砂压力、磨料粒径与表面粗糙度三者的耦合关系，并给出实验设计思路。答案：（1）耦合关系：压力↑→颗粒动能↑→冲击坑深↑→Ra↑；粒径↑→单坑半径↑→Ra↑；但粒径过大时，单位面积颗粒数↓，覆盖下降，Ra增速趋缓。（2）实验设计：固定喷嘴8mm、距离150mm、时间30s，选取L16(4³)正交表，因素A压力（0.2、0.4、0.6、0.8MPa），因素B粒径（0.2、0.4、0.6、0.8mm），因素C角度（30°、45°、60°、90°），试件为Q235钢板，用激光共聚焦显微镜测Ra、Rz、Rsm。通过极差分析与方差分析，建立二次回归模型Ra=0.12+0.08P+0.05D-0.02P²-0.01D²+0.03PD，验证R²=0.94。结果表明：压力0.6MPa、粒径0.6mm、角度60°时Ra≈45μm，与目标值偏差<5%，可用于工艺窗口优化。52.某航空企业钛合金叶片湿式喷砂后出现微裂纹，请分析失效机理并提出改进方案。答案：（1）失效机理：①磨料为0.3mm棕刚玉，硬度2000HV，远高于钛合金（320HV），高硬度磨料在0.5MPa下产生微切削沟槽，形成应力集中；②湿式环境水分子吸附降低钛表面能，促进氢扩散；③叶片薄壁区弯曲振动与冲击载荷叠加，产生疲劳微裂纹。（2）改进方案：①磨料改为0.2mm玻璃珠，硬度550HV，以塑性变形代替切削；②压力降至0.2MPa，采用45°掠射角，减少垂直冲击；③浆料中添加0.3%氟化钠，形成TiF₄保护膜，抑制氢渗透；④机器人路径增加“边缘减速”与“分区多次轻喷”，单点冲击次数<3次；⑤喷砂后立即在120℃真空烘干2h，去除吸附氢。验证：改进后表面粗糙度Ra0.8μm，微裂纹检出率由15%降至0，疲劳寿命提高18%。53.某船厂喷砂房回砂系统频繁堵管，现场测得水平管风速16m/s、垂直管风速12m/s、弯管R/D=2、磨料为1mm铜矿渣，请诊断原因并给出系统级改造方案。答案：（1）诊断：①垂直管风速12m/s低于铜矿渣悬浮速度14m/s，造成沉降；②弯管R/D=2，曲率小，局部阻力大，内侧磨料堆积；③回砂管径φ150mm，按Q=VA计算，风量仅17m³/s，低于设计值25m³/s；④除尘器滤筒压差达1800Pa，风机失速，风量衰减。（2）改造：①垂直管扩径至φ200mm，风速提至18m/s；②弯管R/D改为5，内壁贴10mm耐磨陶瓷衬；③更换55kW离心风机，全压3500Pa，风量28000m³/h；④加装变频，根据料位闭环调节40～55Hz；⑤除尘器增加脉冲反吹间隔2s，压差控制在800Pa以内；⑥水平管每3m设清灰口，采用45°斜三通。改造后连续运行30天无堵管，回砂效率由78%提升至96%，风机节电22%。六、计算题（每题15分，共30分）54.已知喷砂罐容积0.5m³，装填0.6mm钢丸，堆积密度4200kg/m³，喷枪8mm，压力0.6MPa，耗气量6m³/min，要求连续喷砂15min