CN202043371U - 一种超音速等离子喷枪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及表面工程的热喷涂技术领域，尤其是一种超音速等离子喷枪。包括：阴极杆、阴极头、枪体、阳极喷嘴、送粉套件、喷嘴压帽、分配环、绝缘体组成，阳极喷嘴内部孔的压缩段与扩散段均为拉法尔曲面，内孔光滑连接。本实用新型结构简单，配合精度高，冷却效果优异。本实用新型的阳极喷嘴内孔结构的设计，大大提高了喷涂粉末粒子的速度，使其能够较为简单的达到超音速的效果，提高了涂层的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及表面工程的热喷涂技术领域，尤其是一种超音速等离子喷枪。
背景技术
利用从阳极喷嘴喷出等离子焰流的高温和可调节性，等离子喷涂设备可以喷涂多种材料，从熔点高的到熔点低的，从粒度大的到力度小的，几乎无所不能，但由于其速度相对较慢，虽然材料能够很好的熔化并喷射到工件表面，但粉末粒子到达工件后的冲击力度不够，粉末不能够很好的扁平化，不能是涂层呈现较好的压应力，涂层和工件的结合强度相对较小，涂层空隙率相对较大，导致涂层性能不高。
国内外也有尝试通过增大气体流量来增加粒子速度，这样虽然可以提高一点速度，但对喷枪来说就相对工作在较大负荷下，对喷枪寿命及喷涂质量有很大的影响，而且气体消耗量较大，所以这种方法并没有很好的推广。
发明内容
针对现有等离子喷枪的技术问题，本实用新型的技术方案如下：
一种超音速等离子喷枪，包括：阴极杆、阴极头、枪体、阳极喷嘴、送粉套件、喷嘴压帽、分配环、绝缘体组成，所述阳极喷嘴内部孔的压缩段与扩散段均为拉法尔曲面，内孔光滑连接。
上述阳极喷嘴内部孔的喉口尺寸фd=ф3.5mm~ф6mm。
上述阳极喷嘴采用内送粉形式，通过送粉孔与焰流法向夹角的变化来改变送粉位置，夹角β=60°~90°。
上述阴极和阴极杆采用锥度定位，可有效地保证了其同心度，锥度α=20°~30°。
上述阳极喷嘴采用的是高导电性和耐高温的高纯度铍铜。
本实用新型结构简单，配合精度高，冷却效果优异。本实用新型的阳极喷嘴内孔结构的设计，大大提高了喷涂粉末粒子的速度，使其能够较为简单的达到超音速的效果，提高了涂层的性能。
本实用新型主要通过如下几个方面来提高粉末在焰流中的速度，减小阳极喷嘴在高速焰流冲刷下的损耗：
1.本实用新型改进喷嘴材料，以往喷嘴一般都采用纯铜制造，纯铜虽然有较好的导电和导热性能，但其本身熔点较低、耐冲刷性能较差。使用高纯铍铜，在保证了导电和导热性能的前提下，使阳极喷嘴的耐冲刷性能有所提高。
2. 本实用新型改进了喷嘴内孔结构，通过对超音速喷管的研究，参考拉法尔喷管原理，压缩段与扩散段均为拉法尔曲面，内孔光滑连接，使喷嘴在较小气体流量下就可以达到超音速。
3. 本实用新型改进了针对不同熔点的材料对喷涂粉末的送入等离子焰流的位置，通过进入角度的变化，以适应不同的喷涂粉末。
4.本实用新型通过改进阴极与阴极杆的连接方式，提高了喷枪的同心度。
通过以上4个方面的改进，本实用新型解决了
1.喷嘴的烧蚀问题，通过改进阳极喷嘴的材料，改善了喷嘴在高温及高速冲刷下的性能，提高了喷嘴的使用寿命。
2.提高了喷涂粉末粒子的速度，运用拉法尔喷管原理改进阳极喷嘴的内孔结构，使粉末粒子能在较小流量下达到超音速，有效地提高了喷涂质量。
3.通过送粉进入角度的改变，提高了超音速等离子喷枪的喷涂粉末的范围，并提高了涂层性能。
4.通过改进阴极与阴极杆的连接方式，提高了喷枪的装配精度，提高了整枪的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型一种超音速等离子喷枪的结构示意图。
图2是阳极喷嘴送粉角度示意图。
图3是喷枪电极锥度定位示意图。
图中：1-阴极杆、2-阴极头、3-枪体、4-阳极喷嘴、5-送粉套件、6-喷嘴压帽、7-分配环、8-绝缘体。
具体实施方式
下面以具体实施例对本实用新型作进一步阐述，但实施例仅用于说明，并不限制发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种超音速等离子喷枪，包括：阴极杆1、阴极头2、枪体3、阳极喷嘴4、送粉套件5、喷嘴压帽6、分配环7和绝缘体8组成。阳极喷嘴内部孔的压缩段与扩散段均为拉法尔曲面，内孔光滑连接。阳极喷嘴内部孔的喉口尺寸фd=ф3.5mm~ф6mm。阳极喷嘴采用内送粉形式，通过送粉孔与焰流法向夹角的变化来改变送粉位置，夹角β=60°~90°，如图2所示。阴极和阴极杆采用锥度定位，可有效地保证了其同心度，锥度α=20°~30°，如图3所示。阳极喷嘴采用的是高导电性和耐高温的高纯度铍铜。
普通的等离子喷枪与本实用新型的超音速等离子喷枪进行对比，具体参数对比如下表：
本实用新型提高了等离子喷涂的粉末粒子速度，从而提高了涂层的结合强度、降低了孔隙率，极大地改善了等离子喷涂的涂层性能。
Claims (4)
1.一种超音速等离子喷枪，包括：阴极杆、阴极头、枪体、阳极喷嘴、送粉套件、喷嘴压帽、分配环、绝缘体组成，其特征在于，阳极喷嘴内部孔的压缩段与扩散段均为拉法尔曲面，内孔光滑连接。
2.根据权利要求1所述的一种超音速等离子喷枪，其特征在于，所述阳极喷嘴内部孔的喉口尺寸фd=ф3.5mm~ф6mm。
3.根据权利要求1所述的一种超音速等离子喷枪，其特征在于，所述阳极喷嘴通过送粉孔与焰流法向夹角的变化改变送粉位置，夹角β=60°~90°。
4.根据权利要求1所述的一种超音速等离子喷枪，其特征在于，所述阴极和阴极杆采用锥度定位，可有效地保证了其同心度，锥度α=20°~30°。
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