[發(fā)明專利]雙弧電弧噴涂裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310476868.4
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN103510039A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃鵬飛;盧振洋;徐旦;徐惠忠;李永格
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫洲翔成套焊接設(shè)備有限公司;北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C4/12
• 分類號(hào): C23C4/12
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙弧電弧噴涂裝置。

背景技術(shù)

?電弧噴涂是將兩根被噴涂的金屬絲作為自耗性電極，利用兩根金屬絲端部短路產(chǎn)生的電弧使絲材熔化，用壓縮氣體將以熔化的金屬霧化成微熔滴，并使其加速，以很高的速度沉積到基體表面形成涂層的一種工藝。電弧噴涂由四個(gè)過程組成：電弧區(qū)熱量將絲材末端熔化、熔化的液滴在電弧區(qū)飛行、金屬液滴在空氣中的飛行、熔滴沉積到基體表面。

電弧噴涂技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)在各行各業(yè)取得了顯著成效，主要用于重大工件的修復(fù)、耐磨防腐、制備裝飾涂層和功能涂層及制作模具等，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，電弧噴涂的生產(chǎn)效率和噴涂電流成正比，所以它的生產(chǎn)效率高，表現(xiàn)在單位時(shí)間內(nèi)噴涂金屬的重量大；電弧噴涂溫度高，粒子動(dòng)能大，因而涂層與基材間具有較高的結(jié)合強(qiáng)度；對工件的熱影響小，避免了工件的變形；電弧噴涂過程中電弧直接作用在噴涂金屬的端部熔化金屬，能源利用率可達(dá)90%；噴涂工藝靈活，其加工對象小到10mm的內(nèi)孔，大到如鐵塔、橋梁等大型構(gòu)件；設(shè)備投資低，維護(hù)簡單，經(jīng)濟(jì)效益好，且使用電和壓縮空氣，不用易燃?xì)怏w，安全性大大提高；壽命長，封孔后的防腐電弧噴涂層使用壽命可達(dá)15年以上。

熔化的金屬被霧化氣體從絲材端部吹走，不斷地被物化、被加速，最終沉積到基體上形成涂層。從提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度出發(fā)，要求熔滴以高速度、大顆粒沉積到基體，這樣才會(huì)有最大的動(dòng)能，有利于提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度，但是大顆粒熔滴又會(huì)使涂層孔隙增加，因而要綜合考慮熔滴的速度。

噴涂粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡基本是一條直線；噴涂粒子從噴嘴出來后，即在氣流作用下被加速，但由于顆粒較大，所以絕對速度不大，隨著粒子團(tuán)的細(xì)化，粒子飛行速度達(dá)到最大值；隨霧化氣壓的減小，粒子速度也隨之下降，在正常的噴涂范圍內(nèi)，其速度基本保持不變，靠近軸線的粒子飛行速度較大，而且由于粒子的濃度較大其速度波峰滯后。電弧噴涂過程中，除電磁力外，霧化氣流的動(dòng)態(tài)行為對電弧燃燒的穩(wěn)定性有貢獻(xiàn)，由于噴涂槍內(nèi)的霧化氣流的氣壓分布不均一性，在電弧區(qū)產(chǎn)生紊流，紊流會(huì)使熔滴得到充分的混合。

工作電流的大小，在一定情況下，決定電弧噴涂槍的生產(chǎn)率，電弧電流愈大，金屬顆粒的溫度將愈高。當(dāng)電壓增加時(shí)，也能使金屬顆粒平均尺寸有某些增加，因而減少了它們的冷卻表面。噴涂層的致密度由熔化金屬粒子大小決定，金屬粒子大則噴涂層表面粗糙，金屬粒子小則噴涂層表面致密。影響致密度因素主要取決于壓縮空氣的壓力與流量，同時(shí)與電弧噴涂槍的噴嘴幾何形狀有關(guān)，與絲材直徑無關(guān)，若設(shè)計(jì)合理的噴嘴結(jié)構(gòu)，選擇最佳的壓縮空氣壓力、流量，使噴涂槍端部的所有側(cè)面都暴露在壓縮空氣射流之中，沒有被阻擋，絲材金屬熔滴都良好地霧化，金屬粒子的尺寸明顯降低，涂層組織也會(huì)細(xì)化。

傳統(tǒng)的電弧噴涂的噴涂槍中有兩個(gè)導(dǎo)電嘴，導(dǎo)電嘴分別接電源正、負(fù)極，并保護(hù)兩根絲之間在未接觸之前的可絕緣性。當(dāng)兩根絲端部由于送絲而互相接觸時(shí)，在端部之間短路并產(chǎn)生電弧，使絲材端部瞬間融化并由壓縮空氣把熔化金屬霧化呈微熔滴，以很高速度噴射到工件表面，形成電弧噴涂層。但傳統(tǒng)的電弧噴涂由兩個(gè)導(dǎo)電嘴產(chǎn)生一個(gè)電弧，局部溫度會(huì)比較高，功率和熱量都比較大，當(dāng)噴涂距離過大時(shí)，熔粒打擊到基體表面的溫度和動(dòng)能不夠，熔粒不能產(chǎn)生足夠的變形，涂層疏松多孔，質(zhì)量較差，結(jié)合強(qiáng)度較低；當(dāng)噴涂距離過小時(shí)，可以保證熔粒的速度和溫度較高，但基體和涂層被氧化嚴(yán)重而使粘結(jié)強(qiáng)度降低，并且隨著氧化程度的增大，甚至?xí)够w和涂層完全失去粘結(jié)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙弧電弧噴涂裝置，由三個(gè)導(dǎo)電嘴產(chǎn)生兩個(gè)電弧，達(dá)到更高的生產(chǎn)效率。