CN104349566A - 侧向内送粉等离子喷涂枪结构 - Google Patents

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余德平
苗建国
向勇
姚进
肖蒙
曹修全
岳景辉
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Abstract

本发明公开了一种具有高效加热方式的侧向内送粉等离子喷涂枪结构。喷涂枪的阳极喷嘴孔道采用三段式结构，分别为前置压缩段，中间稳弧送粉段，后置扩张倾斜段。工作时，喷涂粉末与气体混合后经与扩展倾斜段中心轴线倾斜角度相同的送粉孔送入，喷涂粉末具有与等离子体射流相同的运动方向，从而使喷涂粉末在等离子体射流中能够很好的加热和加速，达到提高喷涂质量的效果。

Description

侧向内送粉等离子喷涂枪结构
技术领域
本发明属于热等离子体技术领域，具体涉及一种高效加热的等离子喷涂枪结构背景技术。
背景技术
由于等离子弧具有温度高、能量集中、稳定性好、调节性好等特点，等离子喷涂能够熔化包括高熔点钨、钨合金在内的各种金属、金属氧化物以及耐高温的陶瓷材料，制备出各种高硬度、耐磨损、耐高温、耐氧化、耐腐蚀等具有良好物理和化学性能的涂层，在航空、航天、原子能等工业领域有着广阔的应用前景。
目前等离子喷涂枪的送粉方式有枪内送粉和枪外送粉两种方式。
枪内送粉主要有两种类型。一类是将粉末垂直或倾斜地注入到等离子射流中去；另一种是通过空心阴极中心孔，沿轴向注入到等离子射流中，但是加热的粉末粒子容易粘附在喷嘴孔道内壁或是堵塞空心阴极，造成等离子射流不稳定，且喷嘴加工和安装调试复杂，使用寿命短，除此此外，采用轴向送粉方式来达到良好加热加速效果的的空心阴极结构加工难度很大，工作寿命极短。
 枪外送粉方式是将送粉管安装在喷嘴端面以外，使粉末从喷嘴端面外边注入等离子射流，其简化了喷嘴和喷涂枪的结构但是喷涂粉末的加热均匀性差、加热效果差、粉末沉积效率低，且对喷涂枪的功率要求高发明内容。
为了解决现有技术的不足，本发明公开了一种高效加热的侧向内送粉等离子喷涂枪，该喷涂枪采用特殊的阳极结构和送粉通道，使喷涂粉末轴向注入到等离子射流中，从而使喷涂粉末在等离子射流中具有较长的加热时间和加速时间，提高喷涂粉末的喷涂沉积效率和能量利用率。
发明内容
本发明所采用的技术方案如下所述：
本发明的侧向内送粉等离子喷涂枪，包括阳极喷嘴（11），喷涂枪绝缘层（5），阴极（7）和喷涂枪主体（6），其特征在于：所述阳极喷嘴孔道为三段式，分别为前置压缩段（4），中间稳弧送粉段（2），后置扩张倾斜段（1），其中后置扩张倾斜段（1）的中心线与其他两段中心线呈10°-30°的夹角。前置压缩段（4）可以有效地对等离子弧进行压缩，提高等离子弧的能量；中间稳弧送粉段（2）可以为等离子弧的弧根提供稳定的附着点，使得等离子喷涂枪工作稳定；后置扩张倾斜段（1）可以改变等离子射流的方向。
所述的的侧向内送粉等离子喷涂枪，其特征在于：所述送粉口在阳极喷嘴中间稳弧送粉段（2）上，送粉孔道轴线与后置扩张倾斜段（1）轴线在同一直线上。送粉气不仅能将粉末顺利送入射流中，还能辅助改变射流方向，避免阳极孔道因射流的冲刷而引起的烧蚀。
所述的侧向内送粉等离子喷涂枪，其特征在于：后置扩张倾斜段（1）有锥角，且其锥角度数在5°-20°的范围内，扩张锥角可以消除等离子射流的激波，有利于等离子射流稳定。
本发明的有益效果是：喷涂粉末可以从轴向送入等离子射流中，达到良好的加热、加速效果，提高喷涂粉末的沉积效率并改善最终的喷涂效果。此外，喷涂枪的阳极结构简单，冷却良好。
附图说明
图1 侧向内送粉等离子喷涂枪结构示意图。
其中：1—后置扩张倾斜段，2—中间稳弧送粉段，3—阳极冷却水进水口，4—前置压缩段，5—喷涂枪绝缘层，6—喷涂枪主体，7—阴极，8—中间送粉孔道，9—阳极冷却水出水口，10—送粉口，11—阳极喷嘴。
具体实施方式
为更好的描述和解释本发明，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
当等离子喷涂枪工作时，喷涂枪阴极（7）与阳极的前置压缩段（4）产生等离子弧，在工作气体对等离子弧根的吹动作用下，等离子弧的弧根落到中间稳弧送粉段（2），保证了等离子弧的稳定。送粉气和喷涂粉末在送粉孔道中适当混合后送入喷涂枪，等离子射流在送粉气的作用下，改变方向从后置扩张倾斜段（1）喷出，减少了等离子射流因射流通道方向改变而对阳极产生的热负荷冲击，改善了阳极烧蚀状况。同时喷涂粉末轴向注入改变方向后的等离子射流中，在等离子射流中加热，加速，熔化，最终以良好状态从后置扩张倾斜段（1）喷涂到工件上，达到良好的喷涂效果。
以上所述仅为本发明实施例，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种侧向内送粉等离子喷涂枪结构，包括阳极喷嘴（11），喷涂枪绝缘层（5），阴极（7）和喷涂枪主体（6），其特征在于：所述阳极喷嘴孔道为三段式，分别为前置压缩段（4），中间稳弧送粉段（2），后置扩张倾斜段（1），其中倾斜扩张段（1）的中心线与其他两段中心线有10°~30°的夹角。
2.根据权利要求1所述的侧向内送粉等离子喷涂枪，其特征在于：所述送粉口（10）在阳极喷嘴中间稳弧送粉段（2）上，送粉孔道轴线与后置扩张倾斜段（1）轴线在同一直线上。
3.根据权利要求1所述的侧向内送粉等离子喷涂枪，其特征在于：所述后置扩张倾斜段有锥角, 其锥角度数在5°~20°的范围内。
4.根据权利要求1所述的侧向内送粉等离子喷涂枪，其特征在于：所述喷涂枪绝缘层（5）加工有中间送粉孔道（10）。
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