CN213708456U - 一种用于等离子喷涂的焊枪嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于等离子喷涂的焊枪嘴，包括插入到管构件中的焊枪本体；安装在焊枪本体中的阴极管，其纵轴与焊枪本体的纵轴对齐，其前端配置有阴极；配置在阴极管前端一侧的阳极构件；配置在焊枪本体外侧并朝向阳极构件开口的喷涂材料供给管；阳极构件由等离子气体供应腔、孔、和等离子体生成腔组成。在所述等离子气体供应腔中，阴极管的前端以非接触状态存储，所述孔与等离子气体供应腔连通，在所述孔中，阴极以非接触状态存储，所述等离子体生成腔与孔连通，其配置有开口，并且纵轴大致垂直于焊枪本体的纵轴；当插入阳极时，孔的开口面积为等离子体生成腔及其开口面积的1/3～1/10，这样在阴极前端产生的电弧与垂直于阴极纵轴的等离子体生成腔的纵轴之间的范围为0°至40°。

Description

一种用于等离子喷涂的焊枪嘴

技术领域

本实用新型涉及等离子喷涂技术领域，具体为一种用于等离子喷涂的焊枪嘴。

背景技术

目前已经发明出多种传统焊枪嘴，用于将等离子体喷涂到管件内表面形成涂层。

然而当等离子体能量很小时，使用传统等离子喷枪不能获得满意的涂层。这是由于喷涂材料与气体一起供应到等离子工作气体中。喷涂材料通常为平均晶粒直径为5～45μm的粉末，便于喷涂材料的供应。当喷涂材料的晶粒直径小于等于5μm时，喷涂材料不仅价格昂贵，而且还可能与空气中的氧、氮结合，不能形成预期的涂层。当喷涂材料的晶粒直径超过45μm 时，等离子工作气体不能将其充分熔化。当要熔化包含粉末的喷涂材料，且电弧偏小偏短时，工作气体不能充分转化为等离子体，无法达到高温，喷涂材料不能充分熔化。另外，由于工作气体的喷射速度不能很高，喷涂材料的动能必须很小，便不能获得足以形成涂层的碰撞能量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于等离子喷涂的焊枪嘴，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于等离子喷涂的焊枪嘴，包括插入到管构件中的焊枪本体；安装在焊枪本体中的阴极管，其纵轴与焊枪本体的纵轴对齐，其前端配置有阴极；配置在阴极管前端一侧的阳极构件；配置在焊枪本体外侧并朝向阳极构件开口的喷涂材料供给管；阳极构件由等离子气体供应腔、孔、和等离子体生成腔组成。

优选的，在所述等离子气体供应腔中，阴极管的前端以非接触状态存储，所述孔与等离子气体供应腔连通，在所述孔中，阴极以非接触状态存储，所述等离子体生成腔与孔连通，其配置有开口，并且纵轴垂直于焊枪本体的纵轴；当插入阳极时，孔的开口面积为等离子体生成腔及其开口面积的1/3～1/10，这样在阴极前端产生的电弧与垂直于阴极纵轴的等离子体生成腔的纵轴之间的范围为0°至40°。

优选的，所述焊枪嘴中的孔、孔中的阴极以及支撑阴极的阴极管的纵轴与焊枪本体所保持的距离是在开口另一侧的焊枪本体外径的5～15％。

附图说明

图1为本实用新型所述的焊枪嘴插入到受喷涂的管构件时的放大截面图；

图2为本实用新型所述的焊枪嘴进一步放大的截面图；

图3为剖切的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是用于在管构件40中进行喷涂的焊枪嘴10的截面图。根据本实施例，为焊枪头10设置管部件40，所述管构件40本身往复运动和旋转。对于图1所示的焊枪嘴10，从图 1的右侧开始处理冷却水供应、喷涂材料30、电源和工作气体供应。

焊枪嘴10包括一个圆柱形焊枪本体11(直径为26～32mm)，焊枪本体11可以插入管构件40，阴极管12a配置在焊枪本体11，阳极冷却水通道13a和等离子体供应管19中。焊枪本体11的前端(图1中的左端)与具有开口18的阳极构件13集成在一起。在焊枪本体 11的外面设置有一喷涂材料供给管14，其开口朝向阳极构件13的开口18。

在焊枪嘴10中，阴极管12a的纵轴与焊枪本体11的中心所保持的距离是在开口18另一侧的焊枪本体11直径的10％左右。将冷却水管12b插入阴极管12a，并且将阴极12安装在阴极管12a的前端。如图1和2所示，阴极管12a通过绝缘体11a与焊枪本体11和阳极构件13绝缘。

阴极管12a的前端以非接触状态存储在形成于阳极构件13中的等离子气体供应腔15 中。配置在阴极管12a前端的阴极12以非接触状态存储在等离子气体供应腔15的深处形成的孔16中。阴极12的前端突出到与孔16连通的等离子体生成腔17的中心位置。等离子体生成腔17的纵向轴线相对于孔16的纵向轴线以90°角弯曲，使得从孔16流出的工作气体的流动方向为90°角弯曲。等离子体生成腔17的前端作为开口18，面向管构件40的内表面。

在本实施例中，等离子体生成腔17的直径约为6mm，面积大约是阴极12插入的孔16的开孔面积的四倍。从等离子体生成腔17的弯曲部分延伸的纵轴垂直于如上所述的焊枪本体11的纵轴方向。

在等离子体生成腔17的前端开口18处，喷涂材料30为粉末，由喷涂材料供给管14横向供给。在本实施例中，焊枪嘴10中使用的喷涂材料30是氧化铝，其平均晶粒尺寸为 20μm。

如图2中虚线所示，通过设置在焊枪本体11中的前阳极冷却水通道13a，阳极构件13 向位于阳极构件13前端形成的冷却腔13b提供冷却水。具有冷却功能的冷却水通过与冷却腔13b相连的后阳极冷却水通道13a排到外部。

结果，在焊枪嘴10中，阴极12和阳极构件13之间产生一个电弧20，垂直于阴极12的纵轴。如图1～3所示，电弧20从阴极12立即延伸到接近开口18的一个位置，将工作气体转变为等离子体，增加了工作气体的能量。当喷涂材料30被注入到等离子气体时，喷涂材料30被等离子气体的热量或类似能量转化为液滴，在管构件40的内表面形成厚度较大的涂层31。

喷涂材料及平均晶粒尺寸：氧化铝，20μm；

冷却水供应：20m/min；

施加电压、电流值：60伏，700安培(42kw)；

材质管及管构件40内径：铸铁管，50mm；

焊枪本体11的直径：26～32mm。

按照上述步骤形成的涂层31的厚度为500μm或以上，在涂层表面很少检测到杂质(如氮化物)。另外，当在上述条件下使用焊枪嘴10时，涂层31的耐久时间约为200小时。

Claims (2)

1.一种用于等离子喷涂的焊枪嘴，其特征在于：所述焊枪嘴(10)插入到管构件(40)中，通过将等离子体喷涂在管构件(40)内表面形成涂层，其中所述焊枪嘴(10)包括插入到管构件中的焊枪本体(11)；安装在焊枪本体(11)中的阴极管(12a)，其纵轴与焊枪本体(11)的纵轴对齐，其前端配置有阴极(12)；配置在阴极管(12a)前端一侧的阳极构件(13)；配置在焊枪本体(11)外侧并朝向阳极构件(13)开口的喷涂材料供给管(14)；阳极构件(13)由等离子气体供应腔(15)、孔(16)和等离子体生成腔(17)组成；在所述等离子气体供应腔(15)中，阴极管(12a)的前端以非接触状态存储，所述孔(16)与等离子气体供应腔(15)连通，在所述孔(16)中，阴极(12)以非接触状态存储，所述等离子体生成腔(17)与孔(16)连通，其配置有开口，并且纵轴垂直于焊枪本体(11)的纵轴；当插入阳极时，孔(16)的开口面积为等离子体生成腔(17)及其开口面积的1/3～1/10，这样在阴极前端产生的电弧(20)与垂直于阴极纵轴的等离子体生成腔的纵轴之间的范围为0°至40°。

2.根据权利要求1所述的一种用于等离子喷涂的焊枪嘴，其特征在于：所述孔(16)、孔(16)中的阴极(12)以及支撑阴极(12)的阴极管(12a)的纵轴与焊枪本体(11)所保持的距离是在开口(18)另一侧的焊枪本体(11)外径的5～15％。

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