NO331815B1

NO331815B1 - Termisk sproytemetode og innretning anvendt for belegging av overflater

Info

Publication number: NO331815B1
Application number: NO20012025A
Authority: NO
Inventors: Dietmar Kley
Original assignee: Sulzer Metco Osu Gmbh
Priority date: 1998-10-31
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2012-04-10
Also published as: DK1135538T3; EP1135538B1; DE59907320D1; ES2204168T3; EP1135538A1; PL347364A1; AU1044600A; NO20012025L; PT1135538E; NO20012025D0; PL190514B1; WO2000026429A1; DE29819453U1; ATE251678T1

Abstract

Fremgangsmåte for termisk sprøyting, spesielt av metaller, for belegging av overflater, hvor materialet som anvendes for belegging tilveiebringes i form av en streng, som smeltes og sprøytes under anvendelse av en plasmabue.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en innretning for termisk sprøyting, spesielt av metaller, for belegging av overflater, hvor materialet som anvendes for belegging tilveiebringes i form av en streng, smeltet og sprøy-tet.

Innretninger av denne typen er kjent i forskjellige utførelser. Således er for eksempel manuelt drevne sprøytepistoler kjent, hvor to strenger føres mot hverandre i en vinkel ved hjelp av føringsanordninger foran på en forstøvnings-gassdyse, hvor en bue som smelter strengmaterialet produseres mellom endene av strengen.

Det er også kjent å produsere en smelteflamme inne i sprøytehodet ved hjelp av hvilken materialet som skal sprøytes smeltes, hvor de smeltede partik-lene deretter transporteres ved hjelp av komprimert luft eller liknende på overflaten som skal belegges. For bueteknologi kan EP-0 239 584 B med ytterligere hen-visninger nevnes utelukkende for illustrasjonsformål.

US 4970091 A omhandler en fremgangsmåte og en anordning for metallisk belegging av overflater. En metallstreng tilføres kontinuerlig i anordningen gjennom en kanal og smeltes ved hjelp av en plasmabue.

DE 4409002 A1 beskriver oppbygningen av en plasmabue mellom en plasmabrenner og en utenforliggende elektrode for smelting av blant annet metallstrenger.

EP 0839924 A1 omhandler en fremgangsmåte og anordning for belegging av metall på innsiden av sylindriske bor der metallstrenger brukes opp som elektrode tilføres plasmabue og forbrukes.

Formålet med oppfinnelsen har vært å tilveiebringe en metode og en innretning for sprøyting av metallisk streng hvor minst én av elektrodene ikke tilintet-gjøres. Det skal oppnås en høy effektivitet, et lavt støynivå og lett håndtering.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for termisk sprøyting, spesielt av metaller, for belegging av

overflater, hvor materialet som anvendes for belegging tilføres i form av en streng, smeltet og sprøytet under anvendelse av en forstøvningsgass.der smelteenergien produseres ved hjelp av en plasmabue med komprimert luft eller inert gass, hvor buen dannes mellom en ikke-smeltende stasjonær elektrode og en smeltende elektrode i form av strengen, og det smeltede materialet sprøytes ved hjelp av forstøvningsgassen i retning av strengtilførselen, hvori gasstrømmen for

plasmabuen og den for forstøvningsgassen kan innstilles uavhengig av hverandre.

Videre tilveiebringes en innretning for termisk sprøyting, spesielt av metaller, for belegging av overflater, som består av sprøytepistol-hus 2, sprøyte-streng-tilførselshode 5, en plasmafakkel 6 som produserer komprimert luft, en bunt fleksible rør for tilførsel av elektrisk kraft og tilførsel av komprimert luft, et fleksibelt tilførselsrør 8 for tilførselshode 5, en forstøvningsgassdyse 10, en elektrode 16, isolerende elementer 19 som omgir nevnte elektrode, så vel som reguleringsanordninger som eksempelvis sørger for at tilførselshastigheten for den komprimerte luften for plasmafakkelen 6 og tilførselshastigheten for komprimert luft for dannelsen av forstøvningsgassen 12 kan innstilles forskjellig.

Fakkel (torch) -hoder med en plasmabue er som sådanne kjent som skjæ-re hode r for anvendelse ved skjæring av metallark og drevet med komprimert luft. I denne bueplasmaskjæringen anvendes varmeenergien og den kinetiske energien av en ionisert gasskolonne (plasma) for å smelte metallet og skyve det ut fra skjæreåpningen. Denne egenskapen benyttes i oppfinnelsen ved at plasmabuen er en plasmabue av komprimert luft, og en streng for forstøvning tilføres til et slikt plasmaskjærehode. Fortrinnsvis dannes buen mellom en ikke-smeltende stasjonær elektrode og en smeltende streng. Det smeltede materialet sprøytes i retning av strengtilførselen. Plasmabuen antennes først mellom de to elektrodene. En elektrisk ledende streng virker som en elektrode. Strengen, som forbrukes slik at den blir borte, rykker etter antennelse frem i samsvar med dette.

Ytterligere utførelser av oppfinnelsen er angitt i de avhengige kravene; spesielt kan fakkelhodet, som nevnt i det foregående, utformes som en komprimert-luft-plasmabuefakkel. På passende måte anordnes tilførselsdysen for strengen med forstøvningsgassen i en vinkel til senterlinjen av plasmafakkelen; i en ytterligere utførelse er f.eks. denne vinkelen mellom strengtilførselen og plasmafakkel-senterlinjen ca. 75°.

På passende måte er den sentriske strengtilførselen omgitt av forstøv-ningsgass-dysen i en ringformet anordning.

Det kan være fordelaktig dersom en plasmafakkel med inert gass forbindes med forstøvningsgass-dysen, og/eller at en ikke-metallisk streng kan forbindes med forstøvningsgass-dysen for smelting og sprøyting.

En spesiell fordel med oppfinnelsen ligger bl.a. i det faktum at en høyere smeltehastighet kan oppnås; påføringseffektiviteten kan økes med minst 10%, støvdannelse og materialfordamping reduseres.

I en ytterligere utførelse, avhengig av anvendelsen av innretningen i henhold til oppfinnelsen, kan minst to fakkelhoder med tilknyttede strengtilførsels- og forstøvningsgass-dyser tilveiebringes. I dette tilfellet er det mulig å tilføre forskjellige materialer til de forskjellige fakkelhodene og så påføre blandingen av materialer på overflaten som skal belegges.

Ytterligere detaljer, fordeler og trekk ved oppfinnelsen kan sees fra føl-gende beskrivelse og tegning.

Fig. 1 viser en forenklet gjengivelse av en innretning i henhold til oppfinnelsen; og

fig. 2 viser en forstørret delfremstilling av hodedesignet for innretningen i henhold til oppfinnelsen.

Innretningen, generelt indikert med 1, består av et sprøytepistol-hus 2 med et håndtak 3 utformet som en aktiveringsbryter 4, hvor et sprøytestreng-tilførsels-hode 5 og et plasmafakkelhode 6 med komprimert luft, hvis senterlinjer i eksemplet som her er vist danner en vinkel på 75°, er forbundet med huset 2. En bunt fleksible rør 7, som bare er skissert, med tilførsel av elektrisk kraft og tilførsel av komprimert luft er forbundet med plasmafakkelhodet 6, mens et fleksibelt tilfør-selsrør 8 for strengen 9 er forbundet med strengtilførselshodet 5. Den komprimerte luften tilføres via huset 2, slik det spesielt kan sees på fig. 2.

Strengen 9 kommer ut foran på forstøvningsgass-dysen 10, og smeltes i en plasmabue 11 og projiseres som en sprøytestråle 12 på en ikke-avbildet overflate ved hjelp av forstøvningsgassen.

På fig. 2 er ikke selve strengen som skal smeltes avbildet, men det vises bare en strengkanal 13 som på sentrisk måte går gjennom forstøvningsgass-dysen 10. Forstøvningsgassen tilføres gjennom huset 2 via korresponderende kanaler 14 til et ringkammer 15, som på sin side omgir kanalen 13 for strengen i en hovedsakelig sentrisk anordning. Inne i plasmafakkelhodet 6 er det anordnet en elektrode 16 med en Zr/Hf-innleggsdel 17, og i dette tilfelle er det også anordnet en sentrisk tilførsel 18 for komprimert luft som er omgitt av isolerende elementer 19.

Ikke detaljert vist er reguleringsanordninger som eksempelvis sørger for at tilførselshastigheten for den komprimerte luften for plasmafakkelen 6 og tilførsels- hastigheten for komprimert luft for dannelsen av forstøvningsgass-strålen kan innstilles forskjellig.

Eksemplet i henhold til oppfinnelsen som er beskrevet kan selvsagt modi-fiseres på forskjellige måter uten å komme bort fra den grunnleggende idéen. Buen kan således produseres ikke bare mellom fakkelen som en katode og f.eks. sprøytestrengen som en anode, som vist på figuren, men den kan også produseres inne i fakkelen mellom en katode og en anode, slik at elektrisk ikke-ledende strenger, f.eks. plast-ommantlede oksidpulverfylte strenger, også kan bearbeides. Denne utførelsen gjør innretningen mer fleksibel under bearbeiding av forskjellige materialer.

Claims

1. Fremgangsmåte for termisk sprøyting, spesielt av metaller, for belegging av overflater, hvor materialet som anvendes for belegging tilføres i form av en streng, smeltet og sprøytet under anvendelse av en forstøvningsgass,karakterisert vedat smelteenergien produseres ved hjelp av en plasmabue med komprimert luft eller inert gass, hvor buen dannes mellom en ikke-smeltende stasjonær elektrode og en smeltende elektrode i form av strengen, og det smeltede materialet sprøytes ved hjelp av forstøvningsgassen i retning av strengtilførselen, hvori gasstrømmen for plasmabuen og den for forstøvnings-gassen kan innstilles uavhengig av hverandre.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat nevnte streng er omgitt av forstøvningsgassen i en ringformet anordning.

3. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte forstøvningsgass er en inert gas eller komprimert luft.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte streng føres frem i en vinkel som er innstillbar i forhold til senterlinjen av plasmabuen.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat vinkelen mellom strengen og plasmabuen er ca.

75°.

6. Innretning for termisk sprøyting, spesielt av metaller, for belegging av overflater, karakterisert vedat den består av et sprøytepistol-hus (2), et sprøytestreng-tilførselshode (5), en plasmafakkel (6) som produserer komprimert luft, en bunt fleksible rør for tilførsel av elektrisk kraft og tilførsel av komprimert luft, et tilførselsrør (8) for strengtilførselshodet (5), en forstøvningsgassdyse (10), en elektrode (16), isolerende elementer (19) som omgir nevnte elektrode, så vel som reguleringsanordninger som sørger for at tilførselshastigheten for den komprimerte luften for plasmafakkelen (6) og tilførselshastigheten for komprimert luft for dannelsen av forstøvningsgassen (12) kan innstilles forskjellig.

7. Innretning ifølge krav 6, karakterisert vedat tilførselsdysen (5) for strengen med forstøvnings-gass-dysen (10) er anordnet i en vinkel som er innstillbar i forhold til midtlinjen for plasmafakkelen (6).

8. Innretning ifølge hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat vinkelen mellom strengtilførselen (8) og plasmafakkelen (6) er ca. 75°.

9. Innretning ifølge hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte forstøvningsgass-dyse (10) omgir den sentriske strengtilførselen (13) i en ringformet anordning.

10. Innretning ifølge hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat en ikke-metallisk streng er forbundet med forstøv-ningsgass-dysen for smelting og sprøyting.

11. Innretning ifølge hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det er anordnet minst to fakkelhoder med tilknyttede strengtilførsels- og forstøvningsgass-dyser.