[發明專利]一種便攜式異種絲材電弧噴槍及噴涂方法

在審

• 申請號: 202211056374.6
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115369351A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 夏曉健;林德源;萬芯瑗;洪毅成;陳云翔;韓紀層;嚴康驊;陳奕揚
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司電力科學研究院;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: C23C4/131
• 分類號: C23C4/131;C23C4/06
• 代理公司: 福州科揚專利事務所(普通合伙) 35001
• 代理人: 何小星

本發明公開了一種便攜式異種絲材電弧噴槍及噴涂方法。本發明所述的電弧噴槍通過調整兩組異種絲材的噴射夾角以及齒輪電機轉速和噴涂電機電壓，可實現最多四種異種絲材不同工藝參數下的電弧噴涂涂層制備。本發明中噴槍為拉式噴槍，省去了送絲機，減少了噴槍零件數量，提高了噴槍的便攜性和工作效率，減少了能源的損耗；本發明電弧噴槍及噴涂方法起弧和送絲可靠，所制備復合涂層孔隙率低、涂層沉積效率高，在220V移動電源供電下可實現戶外24小時連續作業。

技術領域

本發明屬于噴涂技術領域，具體涉及一種便攜式異種絲材電弧噴槍及噴涂方法。

背景技術

電弧噴涂技術是一種常用的熱噴涂方法，其工作原理是將兩根成一定角度的金屬絲材作為自熔性電極，利用絲材端部接觸短路的瞬間引燃電弧，使絲材熔化，同時用高速壓縮氣流使熔化的金屬熔滴霧化為細小的微粒，并使其以很高的速率噴射到經過預處理的基體表面形成涂層。由于電弧噴涂技術具有工藝靈活、高效率、低成本等優點，已廣泛應用于石油石化、航空航天、汽車、工程機械等領域的零部件表面修復強化及長效防腐，成為再制造工程關鍵技術之一。

傳統電弧噴涂設備主要由專用噴涂電源、控制裝置、電弧噴涂槍、送絲機以及空氣壓縮供給系統等組成。其中，送絲機是電弧噴涂設備中的核心裝置之一，其通常由電機、減速器、送絲輪、壓緊機構、送絲盤、送絲管等部分組成。穩定的送絲特性是獲得優質涂層的必要條件。然而，傳統推式噴槍+送絲機系統體積大，送絲速率低，送絲速率波動大，導致噴涂過程中操作難度大，噴涂電流波動明顯，噴涂熔滴霧化效果差，易于斷弧，從而造成涂層結瘤、孔隙率大、致密性差、涂層與基體結合力低等問題，難以實現高品質涂層的制備。除此之外，傳統電弧噴涂槍內部裝有兩根相同或不同材質的金屬絲，如專利CN 101250683A公開了一種電弧噴涂制備異種金屬涂層的方法，其根據兩個送絲輪所輸送的金屬絲材的熔點溫度值的差別，控制兩個送絲輪的半徑比，從而確保兩種不同熔點金屬絲材穩定起弧放電和電弧噴涂裝置連續正常運行。專利CN 101709448 A公布了一種鎂鋁異種金屬涂層及其制備方法，將兩種不同直徑比的鎂絲和鋁絲按相同的送絲速度進行噴涂，從而確保噴涂的正常進行。以上發明均采用兩組送絲輪送入兩根相同或不同的合金絲材，需要合理搭配合金絲直徑和噴涂工藝參數，才能保證正常起弧。當要求在基體表面噴涂不同金屬涂層時，即便使用雙槍進行電弧噴涂，操作也過于繁瑣，也容易發生意外甚至安全事故。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明公開了一種便攜式異種絲材電弧噴槍及噴涂方法，可實現四種不同電弧噴涂絲材同時噴涂以制備復合涂層的效果。本發明的一種便攜式異種絲材電弧噴槍為拉式噴槍，在滿足噴涂效果的前提下，省去了送絲機，減少了噴槍零件數量，提高了噴槍的便攜性和工作效率，減少了原材料和能源的損耗。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種便攜式異種絲材電弧噴槍，包括平衡送絲系統、電機控制系統、電壓電流調節系統和送氣系統。

所述平衡送絲系統包括送絲機構，所述送絲機構包括兩組送絲齒輪，用于將異種絲材送入噴頭組裝。

進一步地，所述送絲齒輪包括多組分別由送絲小齒輪和送絲大齒輪組成的送絲結構。

進一步地，所述電機控制系統包括齒輪電機和連接軸，用于獨立調節異種絲材送絲齒輪的轉速。

進一步地，所述電壓電流調節系統包括平特性電源，用于對異種絲材的噴涂電機的電壓和電流進行獨立調節。根據絲材的材質確定空載電壓，利用調節電流來控制送絲速度，從而確定電弧噴涂的工作效率。例如，在噴鋅或鋁時空載電壓在30-32V范圍內調節，電流控制在180-200A；在噴涂鎳基合金、銅或其他硬質合金時，電壓在35-40V范圍內調節，電流在200-250A。

進一步地，所述送氣系統包括空氣帽、軟管接頭和快速接頭，通過調節壓縮空氣流速，控制噴涂速度。

本發明還提供了一種異種絲材電弧噴涂方法，使用上述便攜式異種絲材電弧噴槍，步驟如下：