[發明專利]熱絲電弧噴涂裝置

有效

• 申請號: 201310473975.1
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103510037A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 黃鵬飛;盧振洋;徐旦;徐惠忠;張濤
• 申請（專利權）人: 無錫洲翔成套焊接設備有限公司;北京工業大學
• 主分類號: C23C4/12
• 分類號: C23C4/12
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種熱絲電弧噴涂裝置，屬于熱加工技術領域。

背景技術

近年來，表面工程發展很快，尤其是熱噴涂技術獲得了巨大的進展，提高了工件的使用壽命。目前熱噴涂技術中應用比較廣泛的是電弧噴涂技術。電弧噴涂是利用兩根形成涂層材料的消耗性電極絲之間產生的電弧為熱源，加熱熔化消耗性電極絲，并被壓縮氣體將其霧化和噴射到基體上，形成涂層的熱噴涂方法。因其具有效率高、成本低、操作安全簡便、涂層結合強度高和適宜現場原位大面積施工等優點，在國內外得到普遍的重視。在電弧噴涂時，電壓增加會使金屬粒子的尺寸有某些增加，造成金屬粒子的嚴重氧化。工作電流的大小，在一定情況下決定電弧噴涂的生產率，噴涂電流與噴涂生產率是成正比的。但是，常規電弧噴涂的電流不能過大，噴涂電流過大，涂層韌性以及結合強度降低，涂層質量降低。

目前常用的電弧噴涂原理如圖1所示。

電源的正極接輸出濾波電感的第一端，輸出濾波電感的第二端接噴涂槍的第一端，電源的負極接噴涂槍的第二端。

噴涂時，兩根絲狀金屬噴涂材料（噴涂絲材）通過送絲裝置均勻連續的分別送進電弧噴涂槍中的兩個導電嘴內，兩個導電嘴分別接電源的正負極并保證兩根噴涂絲材在未接觸前的可靠絕緣。當兩根金屬絲材端部由于送進而相互接觸時,發生短路而產生電弧，使絲材端部瞬間熔化，接著在外加壓縮空氣的吹力作用下使熔化的噴涂材料破碎霧化，在壓縮空氣作用下噴涂粒子被加速，當具有一定速度和溫度的噴涂粒子到達基材表面時，噴涂粒子以一定的動能沖擊基材表面，在產生碰撞的瞬間，粒子的動能和大部分熱能被基體以熱的形式傳走，粒子與基材的表面緊密接觸產生變形，并迅速冷凝而收縮，呈扁平狀粘結在基材上。接之而來的粒子連續不斷地沖擊基材表面或在其上堆積并產生上述過程，粒子與基材表面之間和粒子與粒子之間就會相互交錯地粘結在一起而形成電弧噴涂層。

電弧噴涂時，當噴涂電流或者電弧電壓過大時，會導致涂層平均晶粒度增大，韌性以及結合強度降低，使得噴涂效率降低。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種熱絲電弧噴涂裝置，在每根噴涂絲材上增加了一個導電嘴，并且在每根噴涂絲材的兩個導電嘴接上穩定的直流電源，通過附加電流預先加熱填充絲材，以提高噴涂絲材的熔化速度，增加熔敷金屬量。與傳統的電弧噴涂裝置相比，本發明可以在不提高電流或者電壓情況下，可以使噴涂絲材的熔化量更多，在獲得較好的涂層質量的同時，提高噴涂的效率。本發明采用的技術方案是：

一種熱絲電弧噴涂裝置，包括熱絲噴涂槍，所述熱絲噴涂槍包括供第一噴涂絲材送入的第一導電嘴、供第二噴涂絲材送入的第二導電嘴，所述熱絲噴涂槍還包括供第一噴涂絲材送入的第三導電嘴和供第二噴涂絲材送入的第四導電嘴；所述熱絲電弧噴涂裝置還包括第一恒流源、第二恒流源和恒壓源。所述第一恒流源的兩個輸出端分別連接第一導電嘴和第三導電嘴，與送入第一導電嘴和第三導電嘴間的第一噴涂絲材一起構成電流回路，對送入的第一噴涂絲材進行預熱；所述第二恒流源的兩個輸出端分別連接第二導電嘴和第四導電嘴，與送入第二導電嘴和第四導電嘴間的第二噴涂絲材一起構成電流回路，對送入的第二噴涂絲材進行預熱；所述恒壓源的兩個輸出端分別連接第一導電嘴和第二導電嘴，提供產生電弧的電壓和電流。

進一步地，所述第一恒流源包括第一可調電流輸出電路、第一功率開關管驅動電路、第一電源電流反饋濾波電路、核心控制電路；所述第一可調電流輸出電路的兩個輸出端分別連接所述第一導電嘴和第三導電嘴，與送入第一導電嘴和第三導電嘴的第一噴涂絲材構成輸出回路；從第一可調電流輸出電路的輸出回路中采樣熱絲噴涂槍第一導電嘴和第三導電嘴的電流反饋信號，并經過第一電源電流反饋濾波電路濾波后，發送至核心控制電路；核心控制電路將采樣的電流反饋信號與預設參數進行比較，并通過第一功率開關管驅動電路控制所述第一可調電流輸出電路中的功率開關管的導通和關斷，從而使得第一可調電流輸出電路輸出預熱第一噴涂絲材所需的附加電流。

更進一步地，所述第一可調電流輸出電路的輸出回路中設有電流傳感器LEM3，所述電流傳感器LEM3采樣第一可調電流輸出電路的輸出電流并將電流發饋信號發送給第一電源電流反饋濾波電路進行濾波。