CN100503887C - 基于氩弧焊的熔覆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于氩弧焊的熔覆装置，其是由熔覆喷枪4、同轴送粉机1、氩气源2、氩弧焊机3组成，其中熔覆喷枪4与同轴送粉机1通过导管连接，氩气源2通过导管分别与同轴送粉机1、氩弧焊机3连接，熔覆喷枪4通过电流导线、氩气导管与氩弧焊机3连接。本发明所提供的基于氩弧焊的熔覆装置结构简单，使用方便，金属粉末喷射流受热层次均匀，流通顺畅，兼顾了引弧、稳弧、保护钨极，又改变了弧柱的形态，使弧柱中的电子束分布趋于均匀，减少基体熔解，避免或缓解熔深不均匀问题，有效增加熔覆层的面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属粉末修复装置，具体涉及一种基于氩弧焊的用于小型不规则试件的快速成形和对破损、磨损零件进行修复的熔覆装置。
背景技术
粉末冶金中传统的粉末压制方法是机械压制法，即把粉末填装在模具内，然后利用压力机械对活塞施加压力，模具内的粉末在活塞的挤压作用下被压制成形。这种方法不但需要专用压力设备，且压制的试件孔隙率大，另外对于一些形状不规则的试件难以压制成形。
目前在粉末熔覆技术是采用激光熔覆成型技术，该技术是将快速原型制造技术和激光熔覆表面强化技术相结合，既保留了快速原型制造技术中能够快速制造复杂零件的特点，又具有成型零件性能优良、组织结构致密的优点。该方法与传统的粉末压制方法相比，能够成型出非常致密的金属零件而且零件的强度达到甚至超过常规铸造或锻造方法生产的零件，还可以进行梯度功能零件的制造。
但上述两种方法存在着如下缺点：
1、配套熔覆设备一次性投资大，只适用于大型的企业和研究单位。
2、设备大型，工作场所必须固定，不能实现灵活的、流动的熔覆和修复作业。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于氩弧焊的金属粉末熔覆装置，它是利用钨电极与基体(母体)的电压击穿空气形成电弧作为热源，将金属粉末加热熔融并喷涂成形。
本发明所设计的一种基于氩弧焊的金属粉末熔覆装置是由熔覆喷枪、同轴送粉机、氩气源、氩弧焊机组成，其中熔覆喷枪与同轴送粉机通过导管连接，由同轴送粉机将金属粉末通过导管输送给熔覆喷枪；氩气源通过导管分别与同轴送粉机、氩弧焊机连接，提供气源；熔覆喷枪通过电流导线、氩气导管与氩弧焊机连接，由氩弧焊机为熔覆喷枪提供电源和保护气。
所述熔覆喷枪是由喷嘴、T型连接件、送粉件、T型枪体、手柄、压紧盖及尾套组成，其中喷嘴与T型枪体之间通过设置在T型枪体内部的T型连接件连接，T型连接件的纵向前后设置氩气通道和粉末通道，在T型枪体的后部设有压紧盖进行定位，在压紧盖外设置尾套起保护作用，手柄连接在T型枪体的纵向通道上，T型连接件的氩气通道和粉末通道经过手柄由导管分别与氩弧焊机、同轴送粉机连接；在T型连接件的横向通道设置圆台形送粉件，送粉件的中心轴向设有一个通孔，通孔内设有电极夹头和钨电极，钨电极通过电路导线与氩弧焊机连接，在送粉件的主体上绕着中心轴均匀设置通孔用做于金属粉末的流通通道，氩气由氩弧焊机输出后经过导管、T型连接件的氩气通道、T型连接件与送粉件之间形成的通道由喷嘴喷出，可对熔覆层形成保护，金属粉末由同轴送粉机输出后经导管、T型连接件的粉末通道、送粉件的通孔到达喷嘴。
工作时，接通氩弧焊机电源后，按下喷枪上的电源开关，此时钨电极与放置在工作台上的母体形成的电压击穿空气，形成电弧，氩气经过T型连接件中的氩气通道、T型连接件与送粉件之间形成的通道，经喷嘴包围在熔覆池的周围，同时金属粉末经送粉件中的粉末通道进入周向均匀布置在送粉件上的轴向通孔，最后喷向熔覆池中央，在电弧的作用下迅速升温，同时在保护气体吹送下形成熔滴，喷涂到工件表面，实现熔覆喷涂。熔覆池四周的氩气，将新形成的熔覆层与周围空气隔离，防止新形成的熔覆层遇空气产生高温氧化。
为确保工作时钨极扫描方向与长轴边方向垂直，既兼顾了引弧、稳弧、保护钨极，又改变了弧柱的形态，使弧柱中的电子束分布趋于均匀，减少基体熔解，避免或缓解熔深不均匀问题，有效增加熔覆层的面积，钨电极端部设计成矩形。
为确保金属粉末喷射流受热层次均匀，流通顺畅，将喷嘴的截面设计成收敛形。
为防止使用过程中金属粉末颗粒堵塞送粉件通孔，送粉件通孔的顶端设计成喇叭形。
本发明所提供的基于氩弧焊的熔覆装置结构简单，使用方便，金属粉末喷射流受热层次均匀，流通顺畅，兼顾了引弧、稳弧、保护钨极，又改变了弧柱的形态，使弧柱中的电子束分布趋于均匀，减少基体熔解，避免或缓解熔深不均匀问题，有效增加熔覆层的面积。
附图说明
图1是本发明实施例基于氩弧焊的熔覆装置的结构示意图。
图2是图1实施例的熔覆喷枪的剖面结构示意图。
具体实施方式
在图1中所示的结构中，基于氩弧焊的金属粉末熔覆装置是由熔覆喷枪4、同轴送粉机1、氩气源2、氩弧焊机3组成，其中熔覆喷枪4与同轴送粉机1通过导管连接，由同轴送粉机1将金属粉末通过导管输送给熔覆喷枪4；氩气源2通过导管分别与同轴送粉机1、氩弧焊机3连接，提供气源；熔覆喷枪4通过电流导线、氩气导管与氩弧焊机3连接，由氩弧焊机3为熔覆喷枪4提供电源和保护气。
在图2所示的熔覆喷枪是由喷嘴5、T型连接件6、送粉件8、T型枪体7、手柄14、压紧盖9及尾套10组成，其中喷嘴5与T型枪体7之间通过设置在T型枪体内部的T型连接件6连接，T型连接件6的纵向前后设置氩气通道12和粉末通道13，在T型枪体的后部设置压紧盖9进行定位，在压紧盖外设置尾套10起保护作用，手柄14连接在T型枪体7的纵向通道上，T型连接件6的氩气通道13和粉末通道12通过导管分别与氩弧焊机3、同轴送粉机1连接；在T型连接件6的横向通道设置圆台形送粉件8，送粉件的中心轴向设有一个通孔，通孔内设有电极夹头和钨电极11，钨电极11通过电路导线与氩弧焊机3连接，在送粉件的主体上绕着中心轴均匀设置通孔用做于金属粉末的流通通道，氩气由氩弧焊机3输出后经过导管、T型连接件6的氩气通道13、T型连接件6与送粉件8之间形成的通道由喷嘴5喷出，可对熔覆层形成保护，金属粉末由同轴送粉机1输出后经导管、T型连接件的粉末通道12、送粉件8的通孔到达喷嘴5。
当需要对基体进行熔覆时，接通氩弧焊机电源，按下喷枪4上的电源开关，此时钨电极11与放置在工作台上的基体形成的电压击穿空气，形成电弧，氩气经过T型连接件6中的氩气通道13、T型连接件6与送粉件8之间形成的通道，经喷嘴5包围在熔覆池的周围，同时金属粉末经送粉件8中的粉末通道12进入周向均匀布置在送粉件8上的轴向通孔，最后喷向熔覆池中央，在电弧的作用下迅速升温，同时在保护气体吹送下形成熔滴，喷涂到基体(工件)表面，实现熔覆喷涂。熔覆池四周的氩气，将新形成的熔覆层与周围空气隔离，防止新形成的熔覆层遇空气产生高温氧化。
为确保工作时钨极扫描方向与长轴边方向垂直，既兼顾了引弧、稳弧、保护钨极，又改变了弧柱的形态，使弧柱中的电子束分布趋于均匀，减少基体熔解，避免或缓解熔深不均匀问题，有效增加熔覆层的面积，钨电极11的端部设计成矩形。
为确保金属粉末喷射流受热层次均匀，流通顺畅，将喷嘴5的截面设计成收敛形。
为防止使用过程中金属粉末颗粒堵塞送粉件通孔，送粉件8的通孔的顶端设计成喇叭形。
Claims (4)
1、一种基于氩弧焊的熔覆装置，其特征在于：由熔覆喷枪[4]、同轴送粉机[1]、氩气源[2]、氩弧焊机[3]组成，其中熔覆喷枪[4]与同轴送粉机[1]通过导管连接，氩气源[2]通过导管分别与同轴送粉机[1]、氩弧焊机[3]连接，熔覆喷枪[4]通过电流导线、氩气导管与氩弧焊机[3]连接；
所述熔覆喷枪由喷嘴[5]、T型连接件[6]、送粉件[8]、T型枪体[7]、手柄[14]、压紧盖[9]及尾套[10]组成，其中喷嘴[5]与T型枪体[7]之间通过设置在T型枪体内部的T型连接件[6]连接，T型连接件[6]的纵向前后设置氩气通道[12]和粉末通道[13]，在T型枪体的后部设置压紧盖[9]，在压紧盖外设置尾套[10]，手柄[14]连接在T型枪体[7]的纵向通道上，T型连接件[6]的氩气通道[12]和粉末通道[13]通过导管分别与氩弧焊机[3]、同轴送粉机[1]连接；在T型连接件[6]的横向通道设置圆台形送粉件[8]，送粉件的中心轴向设有一个通孔，通孔内设有电极夹头和钨电极[11]，钨电极[11]通过电路导线与氩弧焊机[3]连接，在送粉件的主体上绕着中心轴均匀设置通孔。
2、根据权利要求1所述的基于氩弧焊的熔覆装置，其特征在于：所述熔覆喷枪[4]的钨电极[11]的端部设计成矩形。
3、根据权利要求1所述的基于氩弧焊的熔覆装置，其特征在于：所述熔覆喷枪[4]的喷嘴[5]的截面设计成收敛形。
4、根据权利要求1所述的基于氩弧焊的熔覆装置，其特征在于：所述熔覆喷枪[4]的送粉件[8]的通孔的顶端设计成喇叭形。
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