CN103263989B - 一种超音速电弧喷枪 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的技术问题是提供一种开创微喷热喷涂技术领域的轻便、零污染的超音速电弧喷枪。一种超音速电弧喷枪，包括压缩空气输送管、相互绝缘带电流的正极送丝管和负极送丝管、绝缘板，压缩空气输送管末端连接有聚粉加速管，正极送丝管和负极送丝管末端连接有导电嘴，压缩空气输送管、正极送丝管和负极送丝管穿过绝缘板，正极送丝管和负极送丝管设置在空气输送管一侧，成45°～75°夹角直入压缩空气输送管。本发明的超音速电弧喷枪开创了微喷热喷涂技术领域，轻便、零污染，且提高了电弧喷枪的热喷涂质量。
Description
技术领域
本发明涉及表面工程的热喷涂技术领域，特别涉及电弧微喷涂领域的一种超音速电弧喷枪。
背景技术
现代工业尤其是石油开发和加工行业因腐蚀而导致的损坏是重要的破坏因素之一。它不仅会使设备早期失效，而且往往会引起突发恶性事故，造成巨大的经济损失和人身伤亡，带来严重的社会后果，全世界每年每90t钢中有1t钢腐蚀成铁锈，而炼制1t钢所需的能源可供一个家庭用3个月，世界腐蚀调查报告显示，国民经济为腐蚀付出了巨额的代价，其数值可占各国GNP的1%-5%，全球每年因腐蚀造成的经济损失约为7000亿美元。美国的一家调查机构与美国国家标准局一起进行调查研究，结果表明，由于环境腐蚀美国每年造成的损失高达700亿美元，占美国每年GNP的4.2%。环境腐蚀对中国建设造成的经济损失实际要高于4000亿元，环境腐蚀包括的钢铁材料腐蚀报废等损失每年占钢铁产量的10%。
因此，对腐蚀与防护的研究一直是人们研究的重点。现有的热喷涂防腐设备如附图1所示，正极送丝管2、负极送丝管3和压缩空气输送管1成平面相交，两导电送丝嘴成45°～60°设计，绝缘板4也得加工成相应角度，使得喷枪头直径最小也得100mm以上，而造成夹角后，送丝管连接后的后延直径更增大到300mm左右，因此，其体积较大，拿握操作极为不便。
现有的热喷涂防腐设备虽能满足大部分防腐需求，但随着时代的发展科技的进步，一些大型风电设备、桥梁主鞍缆索、高铁导电线路维修及重型设备防护急需小型内孔防腐设备才能满足要求，而现有设备存在一定的问题和缺陷而无法应用于更小的领域。主要有以下几点：
1.设备笨重操作不便无法解决高空维护；
2.无法解决100mm以下内孔长效防腐问题；
3.喷涂沉积率只有60%，40%材料飞溅到空气中既污染环境又浪费材料；
4.喷涂散弧大对环境污染严重，无防护周边20米不能站人，会对人体及植物造成损害；
5.因操作人员技术掌握程度因素，如把握不好喷涂距离，易造成涂层厚度不均匀质量不稳定等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种开创微喷热喷涂技术领域的轻便的、零污染的超音速电弧喷枪。
本发明的技术方案是这样实现的：一种超音速电弧喷枪，包括压缩空气输送管、相互绝缘带电流的正极送丝管和负极送丝管、绝缘板，压缩空气输送管末端连接有聚粉加速管，正极送丝管和负极送丝管末端连接有导电嘴，压缩空气输送管、正极送丝管和负极送丝管穿过绝缘板，正极送丝管和负极送丝管设置在空气输送管一侧，末端相交成45°～75°夹角直入压缩空气输送管。
其中，优选地，所述正极送丝管和负极送丝管末端相交成60°夹角。
其中，优选地，所述压缩空气输送管穿过绝缘板的部分设置有绝缘的高压舱，高压舱与所述聚粉加速管连通，正极送丝管和负极送丝管的电弧起弧区设置在高压舱末端连接的压缩空气输送管中。
其中，优选地，所述高压舱与所述聚粉加速管由绝缘耐高温防粘黏的水晶加工而成。
其中，优选地，还包括收尘罩，套装置在超音速电弧喷枪外，一端与所述绝缘板连接。
其中，优选地，所述收尘罩与所述绝缘板通过螺纹连接，所述收尘罩外部与所述绝缘板连接的一端设置有标尺。
其中，优选地，所述绝缘板上设置有粉尘回收管，与收尘罩连通。
其中，优选地，所述收尘罩另一端套装有软橡胶罩。
本发明将导电送丝嘴定位于压缩空气输送管一侧，直入压缩空气输送管，加速管连接后的后延管线集束后直径不超过30mm，体积缩小近十倍；压缩空气输送管穿过绝缘板的部分设置的高压舱，使压缩空气聚集经绝缘加速管喷射出去时出速超过音速，能大大提高结合强度提高涂层质量；导电送丝嘴成45°～75°夹角直入高压舱加速管设计，最大程度集束起弧区粉粒，第一时间喷射到基材表面，提高材料表面沉积率，减少散弧粉尘；喷涂枪外设置有收尘罩，金属粉尘有效的得到回收再利用，不再有散弧扩散到空气中污染环境。本发明的超音速电弧喷枪开创了微喷热喷涂技术领域，轻便、零污染，且提高了电弧喷枪的热喷涂质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的背景技术中的电弧喷枪结构示意图；
图2为本发明实施例的超音速电弧喷枪的结构示意图；
图3为图2的沿A的向的结构示意图；
图4为图2的超音速电弧喷枪沿B向的结构示意图。
图中，1.压缩空气输送管，2.正极送丝管，3.负极送丝管，4.绝缘板，5.聚粉加速管，6.导电嘴，7.锁紧螺母，8.电弧起弧区，9.高压舱；10.收尘罩，11.标尺，12.粉尘回收管，13.软橡胶罩，14.工件基材。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2、图3和图4所示，本实施例提供一种超音速电弧喷枪，包括压缩空气输送管1、正极送丝管2、负极送丝管3和绝缘板4，压缩空气输送管1末端连接有聚粉加速管5，正极送丝管2和负极送丝管3末端连接有导电嘴6，压缩空气输送管1、正极送丝管2和负极送丝管3穿过绝缘板4，都采用锁紧螺母7固定在绝缘板4上，压缩空气输送管1固定在绝缘板4中心位置，正极送丝管2和负极送丝管3设置在空气输送管1一侧，其末端相交为电弧起弧区8，成60°夹角直入压缩空气输送管1。
正负极送丝管连接后后延管线可以集束后直径不超过30mm，体积缩小近10倍。正负极送丝管末端相交成60°夹角直入高压舱加速管设计，最大程度集束起弧区粉粒，第一时间喷射到基材表面，提高材料表面沉积率，减少散弧粉尘。正负极送丝管直入加速管设计，单独使用此部分改变喷嘴可喷涂100mm内孔管壁，深度可调（缆线长度）.
其中，压缩空气输送管1穿过绝缘板4的部分设置有高压舱9，高压舱9与所述聚粉加速管5连通，正极送丝管2和负极送丝管3的电弧起弧区8设置在高压舱9末端连接的压缩空气输送管1中。高压舱与聚粉加速管由绝缘耐高温防粘黏的水晶加工而成，高压舱的作用是使压缩空气聚集经加速管喷射出去时出速超过音速，能大大提高结合强度提高涂层质量。
其中，电弧喷枪外套装有收尘罩10，收集罩10一端与绝缘板4通过螺纹连接，收尘罩10外部设置有标尺11。
旋转螺纹可调节标准的喷涂距离，使新的操作手也能干出标准质量，降低了工作难度。
其中，绝缘板上设置有粉尘回收管12，与收尘罩10连通。
粉尘回收管12与真空泵连接，可将收集到的金属粉尘转移再利用，进一步的提高热喷涂质量。
其中，收尘罩10另一端套装有软橡胶罩13。工作时，软橡胶罩13紧贴着工件基材14。软橡胶罩起弹性密封作用，可进一步的防止金属粉尘外泄，有效地改善了的操作者的工作环境。
本实施例的超音带电弧喷枪产生的金属粉尘有效回收再利用，不再有散弧扩散到空气中污染环境。
热喷涂设备的工作原理：是在电弧作用下产生高温，将铜锌铝等要喷涂的金属丝雾化成微小溶融的或半溶化状态的溶滴时，用超音速高压气体快速喷射撞击到经过喷砂处理过的工件表面上。与本体基材形成冶金结合，形成覆盖层，并通过微焊点相互扩散形成新的结晶层扩散深度20微米以上，其结果可进一步提高了涂层与基体的结合强度。
本设备的工艺流程为：喷涂材料通过送丝机送入相互绝缘带电流的正极送丝管和负极送丝管到达导电嘴并相交在加速管里，正负相交产生电弧雾化金属丝，被高压空气强力喷到基材表面形成涂层，没有形成涂层的散弧粉末就通过粉尘回收管，被真空泵吸回过滤回收罐里还可以再利用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种超音速电弧喷枪，包括压缩空气输送管、相互绝缘带电流的正极送丝管和负极送丝管、绝缘板，压缩空气输送管末端连接有聚粉加速管，正极送丝管和负极送丝管末端连接有导电嘴，压缩空气输送管、正极送丝管和负极送丝管穿过绝缘板，其特征在于：正极送丝管和负极送丝管设置在空气输送管一侧，末端相交成45°～75°夹角直入压缩空气输送管；所述压缩空气输送管穿过绝缘板的部分设置有高压舱，高压舱与所述聚粉加速管连通，所述正极送丝管和所述负极送丝管的电弧起弧区设置在高压舱末端连接的压缩空气输送管中；还包括收尘罩，套装在超音速电弧喷枪外，一端与所述绝缘板连接。
2.根据权利要求1所述的一种超音速电弧喷枪，其特征在于：所述正极送丝管和负极送丝管末端相交成60°夹角。
3.根据权利要求1所述的一种超音速电弧喷枪，其特征在于：所述高压舱与所述聚粉加速管由绝缘耐高温防粘黏的水晶加工而成。
4.根据权利要求1所述的一种超音速电弧喷枪，其特征在于：所述收尘罩与所述绝缘板通过螺纹连接，所述收尘罩外部与所述绝缘板连接的一端设置有标尺。
5.根据权利要求1所述的一种超音速电弧喷枪，其特征在于：所述绝缘板上设置有粉尘回收管，与收尘罩连通。
6.根据权利要求1所述的一种超音速电弧喷枪，其特征在于：所述收尘罩另一端套装有软橡胶罩。
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