等离子喷涂
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发布时间:
2011-11-23 00:00
工作原理
等离子喷涂采用压缩的刚性电弧等离子体为热源来进行喷涂的,使用粉末状喷涂材料。喷涂用的直流电弧等离子体在等离子发生器(即为等离子喷枪)中生成,经过电磁压缩、机械压缩和热收缩机理的共同作用,形成了高温、高速、高焓的等离子射流。等离子喷涂使用氩Ar、氦He、氮N2、氢H2做工作气体生成等离子体。因氩气易于引弧,常被用作一次气体。起弧后加入N2 或H2气提高电弧电压。达到额定功率即可喷涂。喷涂用的粉末材料由专用的送粉器输送,通过载粉气体送到喷枪。送粉方式可采用枪外也可采用枪内送粉。粉末颗粒被等离子焰流加热至熔化、半熔化或软化状态,同时也被加速。当粉末束流喷射到已处理过的工件表面时,会在其上面沉积并形成涂层。
在大气环境下的等离子喷涂叫做大气等离子喷涂,在密封容器中的低真空环境下的等离子喷涂叫做真空等离子喷涂(VPS),或叫低压等离子喷涂(LPPS)。大气等离子喷涂是应用最广泛的等离子喷涂方法。
设备组成,等离子喷涂设备由以下关键部件组成:
| 等离子电源: |
| 给等离子喷枪提供稳定的电压和电流。目前先进的等离子电源一般采用晶闸管整流电源,能在较小的(200A以下)冲击电流下引弧,可在较大电流下稳定工作,在网路电压波动或负载变化时,保持电流的变化在±2%以内。 |
| 等离子喷枪: |
| 等离子喷枪是等离子电弧的发生器。喷枪阴、阳极之间的直流电弧将流经喷枪的工作气体(氩、氮、氢、氦)电离成高温、高焓、高速的等离子焰流。由载粉气体送来的粉末材料,可以用各种不同的方式(枪内或枪外,径向或轴向,等)注入喷枪的等离子焰流,从而形成喷涂。 |
| 送粉器: |
| 能按设定的送粉量输送不同材质、不同松装密度、不同外观形貌、不同粒度的粉末。 |
| 控制系统:控制系统由以下几部分组成: |
| 气体流量控制系统: |
| 这一系统既控制等离子喷枪的工作气体流量,也控制载粉气体流量,控制方法有:浮子流量计、临界小孔流量计,质量流量计以及质量流量控制等多种方式。质量流量计所计量的是气体的质量流量,而不是气体的体积流量,因而更直接、更准确,也更可靠。 |
| 送粉速率控制系统: |
| 送粉器是基于体积计量原理,用计量轮来控制送粉速率。用数字马达转速控制器来实施对计量轮转速的闭环控制。更先进的方法是采用闭环的送粉电子计量秤与轮速控制的送粉器相结合,能精确地监测送粉器的重量损失,大大提高了送粉精度。 |
| 控制模式: |
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| 等离子喷涂的主要特点: |
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| 反应等离子喷涂技术先进的表征: |
| 等离子喷涂设备的先进性应有以下一些表征: |
| 喷枪:应配置多种工作状态供用户选择:亚音速、马赫1及马赫2。喷枪应有多种粉末注入方式:枪内或枪外送粉,且可与焰流成多种角度。 |
| 等离子电源:具有平直的外特性,电流自动调节的响应速度快,有一定的功率储备,能在较小的冲击电流(小于200A)下引弧,喷涂时工作电流的波动不大于±2%。 |
| 控制功能:气体的质量流量计或质量流量控制;喷枪的恒功率或净能量控制;送粉速率的闭环控制。 |
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