[發明專利]一種用等離子技術進行彎管內表面處理的方法與設備

有效

• 申請號: 201410597276.2
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104313254A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 余德平;苗建國;曹修全;向勇;姚進;岳景輝
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C21D1/06
• 分類號: C21D1/06;C21D1/62;C21D9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于熱等離子體技術領域，具體涉及一種用等離子技術進行彎管內表面處理的方法與設備。

背景技術

熱等離子體是通過利用外加電場或高頻感應電場，使氣體導電并電離而產生的,其主要成分為電子、離子、中性粒子和光子四種粒子。熱等離子體技術主要是利用受壓縮效應后高溫高速的等離子體射流來對材料進行各種加工。熱等離子體比通常燃燒體系所能達到的氣體溫度高得多，其能量密度僅次于激光和電子束并且熱等離子體技術具有設備簡單，設備成本低，連續生產能力強，安全性高等優點，更適合投入大規模的工業生產運用。

等離子體表面淬火具有加熱速度極快，熱影響區很小，冷卻速度也非常快等突出優勢，表面淬火后工件可以形成精細致密的淬火組織，大幅度提高工件的表面硬度和耐磨性，而且工件變形很小，無需變形矯正即可進行后續加工裝配工序，是一種較為理想的淬火方法。等離子噴涂的涂層結構致密光滑，涂層厚度可精確控制，噴涂效率高，具有其他傳統噴涂達不到的優點。

目前等離子體表面淬火主要用在表面光潔平整的鋼件或是結構對稱的回轉鋼件，對于彎管表面淬火處理的大多是集中在彎管的外表面，對內表面的處理相對較少，且難度也較大，成本相對較高，等離子噴涂也有相同的局限。

管道內壁對材料表面物理、化學性質要求很高。尤其是彎管的內表面承受較大的沖擊載荷，其磨損更為嚴重。但是用于對彎管內表面進行的處理工藝很少，這使得彎管成為管道中的易損件，其使用時間較短，且更換不方便，對工業生產有不利影響。

發明內容

本發明的目的是：針對上述問題，提供一種用等離子技術進行彎管內表面處理的方法與設備，將具有良好處理效果的等離子體表面處理技術用于彎管內表面處理，提高彎管內表面的物理化學性質，進而延長工業中彎管的使用壽命，節約金屬資源。?

本發明提供了一種等離子處理彎管內表面的方法，該方法為：

（1）調節等離子噴槍夾持懸臂與處理管道的形狀接近；

（2）等離子噴槍頭部沿彎管內壁從一端運動到另一端；

（3）等離子噴槍旋轉合適角度；

（4）等離子噴槍頭部沿彎管內壁反向運動到初始端；

（5）等離子噴槍按原來方向繼續旋轉合適角度；

（6）重復上述4-7的運動，直至整個處理完成。

按照上述方法，與之相配套的等離子技術彎管內表面處理設備由小型等離子體噴槍（4）、噴槍旋轉裝置(5)、伸縮支承臂（8）、彎度適應懸臂（6）、旋轉平臺（3）組成，伸縮支承臂與彎度適應懸臂通過鉸鏈連接，伸縮支承臂固連在旋轉平臺上，小型等離子體噴槍與噴槍旋轉裝置構成可旋轉連接，并通過噴槍旋轉裝置固連在彎度適應懸臂上。

根據上述的等離子技術彎管內表面處理設備，其特征在于：彎度適應懸臂采用多段結構，段與段之間通過鉸鏈連接，且各段為中空結構，其中空鉸接段結構個數為8~15個。

根據上述的彎度適應懸臂，可以通過調整懸臂段，使其懸臂整體彎曲程度與待處理彎管彎曲程度相近，這樣系統可以對不同彎徑的管道內表面進行等離子淬火工藝處理。

根據上述方案中所述的彎度適應懸臂，其中空結構可以方便在其中放置等離子體噴槍工作時需要的各種水、電、氣管道。同時，根據上述的彎度適應懸臂，其懸臂內置有水冷卻管，用來減少管道高溫輻射對水、電、氣管的燒蝕。

根據上述的等離子技術彎管內表面處理設備，其特征在于：伸縮支承臂采用中空嵌套結構（如圖2），且伸縮支承臂中空嵌套段個數為3~8個。通過調整伸縮支撐臂伸出長度來適應不同半徑的彎管，擴大系統處理彎管半徑規格的的范圍。

本發明提供的等離子技術彎管內表面處理設備，可用在彎管內壁的等離子體表面淬火，將處理效果良好的等離子體表面處理技術用于彎管內表面處理，提高彎管內表面的物理性質，進而延長彎管的在生活和工業領域中的使用壽命，降低成本、節約金屬資源，此設備在等離子噴槍上加入送粉裝置后便可以用等離子噴涂技術進行噴涂作業。該處理設備的適應程度高，可以滿足多種規格的彎管內壁的表面處理。

附圖說明

圖1為本發明的彎管內表面處理等離子系統示意圖。

圖2為本發明的伸縮支承臂的結構原理示意圖。

圖3為等離子射流部分軌跡展開圖。

其中：1—工作臺，2—工件夾持裝置，3—旋轉平臺，4—小型等離子體噴槍，5—噴槍旋轉裝置，6—彎度適應懸臂，7—待處理彎管，8—伸縮支承臂。

具體實施方式