RU2361964C2 - Method of economy plasmatic ultrasonic spatter of high-density powder coatings and plasmatron for its implementation (versions) - Google Patents

Method of economy plasmatic ultrasonic spatter of high-density powder coatings and plasmatron for its implementation (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2361964C2
RU2361964C2 RU2006127104/02A RU2006127104A RU2361964C2 RU 2361964 C2 RU2361964 C2 RU 2361964C2 RU 2006127104/02 A RU2006127104/02 A RU 2006127104/02A RU 2006127104 A RU2006127104 A RU 2006127104A RU 2361964 C2 RU2361964 C2 RU 2361964C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
anode
nipples
powder
plasma
Prior art date
Application number
RU2006127104/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006127104A (en
Inventor
Александр Иванович Шестаков (RU)
Александр Иванович Шестаков
Александр Сергеевич Беленов (RU)
Александр Сергеевич Беленов
Original Assignee
Александр Иванович Шестаков
Александр Сергеевич Беленов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Иванович Шестаков, Александр Сергеевич Беленов filed Critical Александр Иванович Шестаков
Priority to RU2006127104/02A priority Critical patent/RU2361964C2/en
Publication of RU2006127104A publication Critical patent/RU2006127104A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361964C2 publication Critical patent/RU2361964C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: plasmatron for economical plasma spraying is outfitted by attachment or elongated anodic nozzle. Cooling of attachment or elongated anodic nozzle can be as separately as collateral. According to declared method powder is fed into anodic nozzle, is accelerated and heated in attachment channel or in elongated anodic nozzle. Adhering is removed by means of selection of process-dependent parametres, herewith length of attachment channel or elongated anodic nozzle must be not more than 15 diametres, channel diametre can be changed in the same direction as powder flow not more than 1.1÷1.2 times.
EFFECT: decreasing of required arc power, increasing of material utilisation.
7 cl, 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к плазменно-дуговой технике и порошковой металлургии и предназначено для напыления высокоплотных покрытий с помощью сверхзвуковой плазменной струи.The invention relates to a plasma-arc technique and powder metallurgy and is intended for spraying high-density coatings using a supersonic plasma jet.

Известен способ сверхзвукового плазменного газовоздушного напыления высокоплотных покрытий [1], основанный на использовании больших расходов газовоздушной смеси и соответственно удлиненной плазменной струи, вытекающей в затопленное пространство. Мощность, затрачиваемая на генерацию такой струи, достигает 180кВт при высокой производительности, авторы рекомендуют укорачивать длину анодного сопла [1, с.164] для увеличения теплового КПД плазмотрона. Порошок при этом подается под срез сопла или в анодное сопло и, в основном, разгоняется и нагревается в затопленной сверхзвуковой плазменной струе.A known method of supersonic plasma gas-air spraying of high-density coatings [1], based on the use of high costs of the gas-air mixture and, accordingly, an elongated plasma jet flowing into the flooded space. The power spent on generating such a jet reaches 180 kW with high performance; the authors recommend shortening the length of the anode nozzle [1, p.164] to increase the thermal efficiency of the plasma torch. In this case, the powder is supplied under the nozzle exit or into the anode nozzle and, basically, accelerates and heats up in a flooded supersonic plasma jet.

Недостатком такого способа является необходимость использования больших мощностей, и соответственно усложнением конструкций плазмотронов из-за увеличенной тепловой нагрузки на детали плазмотронов и низкий коэффициент использования порошком энергии разряда.The disadvantage of this method is the need to use large capacities, and accordingly, the complexity of the designs of the plasmatrons due to the increased thermal load on the details of the plasmatrons and the low coefficient of use of powder discharge energy.

Известен также способ [2, с.35-38] сверхзвукового плазменного напыления, основанный на использовании длинной до 150 мм насадки, присоединенной к воздушному плазмотрону. На входе в формирующий канал насадки выполнены два отверстия для ввода несущего газа - воздуха. При мощности 50 кВт расход несущего воздуха в 8 раз больше плазмообразующего, при внутреннем диаметре насадки 10 мм. Очевидно, что температуры обесточенной струи будет не достаточно для плавления тугоплавких соединений и оксидов, по расчетам автора она составляет 2000 К, поэтому этот способ пригоден для металлов и их сплавов с температурой плавления до 2000 К. Нет данных о налипании порошков на стенках канала насадки.There is also a known method [2, pp. 35-38] of supersonic plasma spraying, based on the use of a nozzle up to 150 mm long attached to an air plasmatron. At the entrance to the forming channel of the nozzle, two openings are made for introducing a carrier gas - air. At a power of 50 kW, the flow rate of carrier air is 8 times greater than the plasma-forming, with an internal diameter of the nozzle 10 mm. It is obvious that the temperature of the de-energized jet will not be enough for melting refractory compounds and oxides, according to the author’s calculations, it is 2000 K, therefore this method is suitable for metals and their alloys with a melting point up to 2000 K. There is no data on the adhesion of powders on the walls of the nozzle channel.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в устранении указанных выше недостатков - предлагается, например, газовоздушный высокорасходный плазмотрон с катодным узлом, межэлектродной вставкой, анодным узлом с цилиндрическим каналом после зоны привязки дуги, порошок вводится после зоны привязки дуги, прогревается и разгоняется в цилиндрическом канале насадки или анодном сопле с длиной канала не более 15 диаметров до истечения в затопленное пространство, при этом для устранения налипания порошка на стенки канала длина его определяется в соответствии с мощностью дуги, расходами газовой смеси и порошка, но не менее 2-3 диаметров канала.The technical result of the invention consists in eliminating the above disadvantages - it is proposed, for example, a gas-air high-flow plasmatron with a cathode assembly, an interelectrode insert, an anode assembly with a cylindrical channel after the arc attachment zone, the powder is introduced after the arc attachment zone, heats up and accelerates in the cylindrical nozzle channel or anode nozzle with a channel length of not more than 15 diameters before flowing into the flooded space, while to eliminate the sticking of powder on the channel walls, the length it is determined in accordance with the power of the arc, the flow rate of the gas mixture and powder, but not less than 2-3 channel diameters.

В результате обжатия обесточенной плазменной струи с порошком в охлаждаемом канале насадки или в анодном сопле с длиной канала не более 15 диаметров температура и разгон порошка увеличиваются и сверхзвуковое напыление осуществляется при мощности на 25÷35% меньшей, чем при подаче порошка в анод на расстоянии 0,5÷1 диаметра от среза сопла. Для уменьшения эффекта газодинамического запирания и устранения налипания, диаметр канала насадки должен быть равен или больше 1,2 диаметра анодного сопла. Несмотря на уменьшение теплового КПД плазмотрона, из-за отвода энергии водой, охлаждающей анод и насадку, КПД по использованию энергии порошком увеличивается.As a result of compression of a de-energized plasma jet with powder in the cooled nozzle channel or in the anode nozzle with a channel length of no more than 15 diameters, the temperature and acceleration of the powder increase and supersonic spraying is performed at a power 25–35% less than when the powder is fed into the anode at a distance of 0 , 5 ÷ 1 diameter from the nozzle exit. To reduce the effect of gas-dynamic locking and eliminate sticking, the diameter of the nozzle channel should be equal to or greater than 1.2 of the diameter of the anode nozzle. Despite the decrease in the thermal efficiency of the plasma torch, due to the removal of energy by water cooling the anode and the nozzle, the efficiency of energy use by the powder increases.

Аналогами плазмотронов для экономичного плазменного сверхзвукового напыления выбран плазмотрон газовоздушный высоковольтный с межэлектродной вставкой [3] и плазмотрон газовоздушный низковольтный с самоустанавливающейся длиной дуги [4], устойчиво работающие при больших расходах плазмообразующих газов.The plasma-gas high-voltage plasmatron with an interelectrode insert [3] and the low-voltage gas-air plasma torch with a self-stabilizing arc length [4], which stably operate at high flow rates of plasma-forming gases, were selected as analogs of plasmatrons for economical plasma supersonic spraying.

Плазмотрон газовоздушный высоковольтный состоит из четырех узлов - катодного, промежуточного с межэлектродной вставкой (МЭВ), анодного и добавленной насадки или анодного с удлиненным соплом (фиг.1)The high-voltage gas-air plasma torch consists of four nodes - cathode, intermediate with interelectrode insert (MEV), anode and added nozzle, or anode with an elongated nozzle (figure 1)

Катодный узел состоит из корпуса 1, в который ввинчивается термохимический катод 2, упираясь в уплотнительную прокладку 3. Катодный узел помещен внутри изолятора 4, в котором имеются прорезанные по касательной к корпусу изолятора пазы или отверстия, на верхней части изолятора 4 помещено кольцо 5 с фиксирующими винтами 6. Изолятор упирается в торец МЭВ 7, которая входит в корпус 8. Уплотнение пространства для охлаждения МЭВ осуществляется прокладками 9 и 10. Корпус 8 имеет в верхней части резьбу для прижимной гайки 11, в нижней - резьбу, на которую навинчивается анодный корпус 12 через изолированные от корпуса МЭВ кольцо 13 с резьбами внутри и с наружи, шайба 14 изолирует МЭВ от анодного корпуса 12. В анодный корпус 12 помещено анодное сопло 15 с прокладками 16 и 17 для уплотнения. Корпус насадки 18 навинчивается на анодный корпус 12. Ниппели для подачи порошка 19 входят через резьбу в корпусе насадки 18 и анодном корпусе 12 и заглублены в тело анодного сопла 15. В корпус насадки 18 помещены сопло 20, прокладки 21 и 22, а в нижней части навинчена уплотняющая гайка 23. К корпусу 18 присоединены ниппели 24 для охлаждения.The cathode assembly consists of a housing 1, into which the thermochemical cathode 2 is screwed, resting against the gasket 3. The cathode assembly is placed inside the insulator 4, in which there are grooves or holes cut along the tangent to the insulator housing, and a ring 5 with retaining rings is placed on the upper part of the insulator 4 with screws 6. The insulator abuts against the end of the MEW 7, which enters the housing 8. The sealing of the space for cooling the MEW is carried out by gaskets 9 and 10. The housing 8 has a thread on the upper part for a clamping nut 11, and a thread on the bottom the anode casing 12 is screwed through a ring 13 with threads inside and outside, isolated from the MEW casing, the washer 14 isolates the MEC from the anode casing 12. Anode nozzle 15 with gaskets 16 and 17 for sealing is placed in the anode casing 12. The nozzle housing 18 is screwed onto the anode housing 12. The nipples for feeding the powder 19 enter through the threads in the nozzle housing 18 and the anode housing 12 and are buried in the body of the anode nozzle 15. The nozzle 20, the gaskets 21 and 22 are placed in the nozzle body 18, and in the lower part the sealing nut 23 is screwed. Nipples 24 are connected to the housing 18 for cooling.

Плазмотрон для экономичного плазменного сверхзвукового напыления с анодом сопла с длиной канала не более 15 диаметров отличается от плазмотрона с насадкой конструкцией анодного узла и системой охлаждения. На фиг.2 и фиг.3 показаны системы охлаждения хвостовика анода, отдельно от охлаждения анода, на фиг.4 показано совместное охлаждение.The plasma torch for economical plasma supersonic spraying with an anode of the nozzle with a channel length of not more than 15 diameters differs from the plasmatron with the nozzle by the design of the anode assembly and the cooling system. Figure 2 and figure 3 shows the cooling system of the shank of the anode, separately from the cooling of the anode, figure 4 shows co-cooling.

На фиг 2. показан хвостовик анода 25, на который надета спираль из медной трубки 26, на которую напылено покрытие из алюминия или меди. Нижняя прижимная гайка 27 надевается на хвостовик анода до установки спирали. Ниппели для подачи порошка 28 входят на резьбе в нижней прижимной гайке 27. На фиг.3 показан удлиненный анод, на хвостовик которого надета и запаяна втулка 29 с полостью для охлаждения, вода подается через ниппели 30. На фиг.4 показан анод с совместным охлаждением анода и хвостовика. В аноде 31 сверлятся отверстия со стороны водяных штуцеров под 90 градусов от точек подвода порошка, на хвостовик напаяна втулка с полостью 32. Вода при входе в анодное сопло через отверстие для воды омывает хвостовик анода.Figure 2. shows the shank of the anode 25, on which is wound a spiral from a copper tube 26, on which a coating of aluminum or copper is sprayed. The lower clamping nut 27 is put on the shank of the anode before installing the spiral. The nipples for supplying powder 28 are included on the thread in the lower clamping nut 27. Figure 3 shows an elongated anode, on the shank of which a sleeve 29 with a cooling cavity is mounted and sealed, water is supplied through the nipples 30. Figure 4 shows an anode with joint cooling anode and shaft. Holes are drilled in the anode 31 from the water nozzles 90 degrees from the powder inlet points, a sleeve with a cavity 32 is soldered to the shank. Water, when entering the anode nozzle, washes the anode shank through the water hole.

Плазмотрон для экономичного плазменного сверхзвукового напыления высокоплотных порошковых покрытий и плазмотрон для его осуществления (варианты) с насадкой или удлиненным каналом анода работает следующим образом.A plasma torch for economical plasma supersonic spraying of high-density powder coatings and a plasma torch for its implementation (options) with a nozzle or an elongated anode channel works as follows.

После включения системы охлаждения плазмообразующий газ - воздух - подается в кольцевой паз корпуса 9 через тангенциальные пазы или отверстия в изоляторе 4, воздух закручивается при входе в МЭВ, далее при входе в анодное сопло воздушный поток подвергается антизакрутке через шайбу 14. Расход воздуха задается согласно технологии, одновременно с плазмообразующим воздухом подается воздух из дозатора через ниппели подачи порошка. Включается выпрямитель, подается напряжение в цепи катод - МЭВ, после включения осциллятора вспыхивает дежурная дуга, которая отключается после замыкания плазмой цепи катод - анод, устанавливаются заданные величины тока и напряжения. При необходимости подаются пропан-бутан или природный газ при включенной воздушной дуге, при этом напряжение увеличивается. После достижения необходимых значений силы тока, напряжения, расходов газов подается порошок в ниппели 19, который разгоняется и нагревается в канале насадки или в удлиненном канале анода. Максимальная длина канала, при котором нет налипания, определяется экспериментально и зависит от соотношения технологических и конструктивных параметров.After turning on the cooling system, a plasma-forming gas - air - is supplied to the annular groove of the housing 9 through tangential grooves or holes in the insulator 4, the air swirls at the entrance to the MEA, then at the entrance to the anode nozzle the air flow is anti-swirl through the washer 14. The air flow is set according to the technology , simultaneously with the plasma-forming air, air is supplied from the dispenser through the powder supply nipples. The rectifier turns on, voltage is supplied to the cathode - MEW circuit, after the oscillator is turned on, a standby arc flashes, which turns off after the plasma closes the cathode - anode circuit, and the set current and voltage values are set. If necessary, propane-butane or natural gas is supplied with the air arc turned on, while the voltage increases. After reaching the required values of current, voltage, gas flow, the powder is fed into the nipples 19, which accelerates and heats up in the nozzle channel or in the elongated anode channel. The maximum length of the channel, at which there is no sticking, is determined experimentally and depends on the ratio of technological and design parameters.

Плазмотрон газовоздушный низковольтный с насадкой показан на фиг.5. Корпус плазмотрона выполнен разъемным из двух частей - верхней 33 и нижней 34. В верхней части размещен катодный узел 35 с изолятором - завихрителем 36, в нижней - анод 37, причем дуговая камера анода состоит из двух цилиндрических каналов - входного и выходного, между которыми имеется поверхность привязки анодного пятна в виде усеченного конуса. В выходной канал помещена вставка 38. Для подачи порошка предусмотрен штуцер 39. На нижнюю часть 34 навинчен корпус насадки 40 с ниппелями водяного охлаждения, в который помещена насадка 41, причем внутренний диаметр насадки равен внутреннему диаметру вставки 38. Уплотнение осуществляется прокладками 42 и 43. Нижняя гайка 44 навинчена на корпус насадки 40 и упирается в насадку 41.A low-voltage gas-air plasma torch with a nozzle is shown in Fig. 5. The plasma torch case is made detachable from two parts - the upper 33 and the lower 34. The cathode assembly 35 with the insulator - swirl 36 is placed in the upper part, and the anode 37 is in the bottom, and the anode arc chamber consists of two cylindrical channels - input and output, between which snap surface of the anode spot in the form of a truncated cone. An insert 38 is placed in the outlet channel. A nozzle 39 is provided for powder supply. A nozzle housing 40 with water cooling nipples is screwed onto the lower part 34, into which the nozzle 41 is placed, the inner diameter of the nozzle being equal to the inner diameter of the insert 38. The gaskets 42 and 43 are sealed. The lower nut 44 is screwed onto the nozzle body 40 and abuts against the nozzle 41.

Плазмотрон газовоздушный низковольтный с насадкой работает следующим образом. После включения охлаждения электродов плазмотрона плазмообразующий газ - воздух подается в кольцевой паз верхней части корпуса 33 закручивается через пазы изолятора 36 и, омывая катод 35, истекает через каналы анода 37, вставки 38 и насадки 41 в затопленное пространство. Включается выпрямитель, между катодом и анодом подается напряжение от осциллятора, после чего вспыхивает дуга между катодом и анодом, причем анодное пятно вращается по конусной поверхности. При необходимости подается пропан-бутан или природный газ, при этом напряжение на дуге увеличивается. Подбор всех параметров и геометрии анода обеспечивает отсутствие шунтирования во входном цилиндрическом канале анода. Отсутствие налипания порошка обеспечивается подбором оптимальной длины канала насадки в зависимости от соотношения технологических параметров.Low-voltage gas-air plasma torch with nozzle works as follows. After turning on the cooling of the electrodes of the plasma torch, plasma-forming gas - air is supplied into the annular groove of the upper part of the housing 33 and twisted through the grooves of the insulator 36 and, washing the cathode 35, expires through the channels of the anode 37, insert 38 and nozzle 41 into the flooded space. The rectifier is turned on, voltage is supplied from the oscillator between the cathode and anode, after which an arc flashes between the cathode and anode, and the anode spot rotates along the conical surface. If necessary, propane-butane or natural gas is supplied, while the voltage on the arc increases. The selection of all parameters and the geometry of the anode ensures the absence of shunting in the input cylindrical channel of the anode. The absence of powder sticking is ensured by the selection of the optimal length of the nozzle channel depending on the ratio of technological parameters.

Важнейший технологический параметр - коэффициент использования материала (КИМ) при одной и той же мощности и других параметрах значительно увеличивается при использовании насадки или анода с удлиненным каналом.The most important technological parameter - material utilization coefficient (CMM) at the same power and other parameters increases significantly when using a nozzle or anode with an elongated channel.

В таблице приведены экспериментальные данные о влиянии насадки или анода с удлиненным каналом на КИМ.The table shows the experimental data on the effect of the nozzle or anode with an elongated channel on the CMM.

Тип устройстваDevice type Напряжение U, BVoltage U, B Ток I, ACurrent I, A Расход порошка Qп, кг/часPowder consumption Q p , kg / h Расход воздуха Qв, м3/часAir consumption Q in , m 3 / hour Давление воздуха в дозаторе Р,
кг/см2
Air pressure in dispenser P,
kg / cm 2
Коэффициент использования материала КИМ, %The utilization of the material KIM,%
Без насадкиWithout nozzle 280280 200200 55 66 0,50.5 15fifteen С насадкой или анодным соплом с длиной канала не более 15 диаметровWith a nozzle or anode nozzle with a channel length of not more than 15 diameters 280280 200200 55 66 0,50.5 7070

Напылялся оксид алюминия (электрокорунд) фракции М50 (средний размер порошка 40 мкм). Плазмотрон с МЭВ [3] подключался к выпрямителю с напряжением холостого хода 500 В. Расход пропан-бутана составляет 10% от расхода воздуха, покрытие толщиной 1 мм напылялось на пластину из Ст3 на дистанции 250 мм. Соотношение длины канала сопла насадки к диаметру анодного сопла равно 5. Для увеличения КИМ без насадки до 60-70% необходимо было увеличить ток до 250 А или снизить расход воздуха на 30%, что приводило к уменьшению скорости порошка, снижению адгезии и увеличению пористости покрытия.Alumina (electrocorundum) was sprayed on the M50 fraction (average powder size 40 μm). A plasma torch with an MEA [3] was connected to a rectifier with an open circuit voltage of 500 V. The propane-butane consumption was 10% of the air consumption, a coating 1 mm thick was sprayed onto a St3 plate at a distance of 250 mm. The ratio of the nozzle channel length to the diameter of the anode nozzle is 5. To increase the CMM without the nozzle up to 60-70%, it was necessary to increase the current to 250 A or reduce air consumption by 30%, which led to a decrease in the powder velocity, decrease in adhesion and increase the porosity of the coating .

Несмотря на увеличение теплового КПД плазмотрона из-за отвода энергии при охлаждении насадки или анода с удлиненным каналом коэффициент использования энергии порошком увеличивается на 20÷40%.Despite the increase in thermal efficiency of the plasma torch due to energy removal during cooling of the nozzle or anode with an elongated channel, the energy use coefficient of the powder increases by 20–40%.

ЛитератураLiterature

1. С.В.Петров, И.Н.Карп. Плазменное газовоздушное напыление. Киев. Наукова Думка, 1993 г. Академия Украины, институт газа.1.S.V. Petrov, I.N. Karp. Airborne plasma spraying. Kiev. Naukova Dumka, 1993. Academy of Ukraine, Institute of Gas.

2. В.С.Клубникин. Сверхзвуковое плазменное напыление высокоплотных и прочных покрытий. Труды 5-й Международной конференции «Пленки и покрытия 98». 23-25 сентября 1998 г. Под редакцией В.С.Клубникина. Санкт-Петербург 1998 г., с. 35-38.2. V.S. Klubnikin. Supersonic plasma spraying of high-density and durable coatings. Proceedings of the 5th International Conference “Films and Coatings 98”. September 23-25, 1998 Edited by V.S. Klubnikin. St. Petersburg 1998, p. 35-38.

3. Шестаков А.И., Беленов А.С. Плазмотрон газовоздушный высоковольтный. Патент РФ №2113775 от 5.11.1996 г.3. Shestakov A.I., Belenov A.S. High-voltage gas-air plasma torch. RF patent №2113775 from 11/05/1996

4. Шестаков А.И., Беленов А.С. Плазмотрон газовоздушный низковольтный. Патент РФ №2216133 от 16.07.2002 г.4. Shestakov A.I., Belenov A.S. Plasmatron gas-air low voltage. RF patent No. 2216133 dated July 16, 2002.

Claims (7)

1. Плазмотрон для плазменного сверхзвукового напыления высокоплотных порошковых покрытий, содержащий катодный узел, межэлектродную вставку, анодный узел, состоящий из анодного корпуса и анодного сопла, ниппели для подачи порошка и два ниппеля для подачи воды, отличающийся тем, что он снабжен насадкой в виде корпуса с размещенным в нем соплом и двумя уплотняющими прокладками и уплотняющей гайкой, навинченной на нижнюю часть корпуса насадки, корпус насадки навинчен на анодный корпус и упирается в анодное сопло, а ниппели для подачи порошка заглублены в корпус анодного сопла через резьбу, выполненную в корпусе насадки и анодном корпусе.1. A plasma torch for plasma supersonic spraying of high-density powder coatings containing a cathode assembly, an interelectrode insert, an anode assembly consisting of an anode body and an anode nozzle, nipples for supplying powder and two nipples for supplying water, characterized in that it is provided with a nozzle in the form of a housing with a nozzle placed in it and two sealing gaskets and a sealing nut screwed onto the lower part of the nozzle body, the nozzle body is screwed onto the anode body and abuts against the anode nozzle, and nipples for feeding powder buried in the body of the anode nozzle through a thread made in the nozzle body and the anode body. 2. Плазмотрон для плазменного сверхзвукового напыления высокоплотных порошковых покрытий, содержащий катодный узел, межэлектродную вставку, анодный узел, состоящий из анодного корпуса и анодного сопла, ниппели для подачи порошка и для подачи воды, отличающийся тем, что анодное сопло выполнено с длиной канала не более его 15 диаметров, на анодное сопло надета прижимная гайка, в которой по резьбе закреплены ниппели для подачи порошка, причем на анодное сопло надета спираль из медной трубки с напыленным теплопроводным покрытием, в которой закреплены ниппели для подачи воды, или на анодное сопло напаяна втулка с внутренней полостью для охлаждения, в которой закреплены ниппели для подачи воды.2. A plasma torch for plasma supersonic spraying of high-density powder coatings containing a cathode assembly, an interelectrode insert, an anode assembly consisting of an anode body and an anode nozzle, nipples for supplying powder and for supplying water, characterized in that the anode nozzle is made with a channel length of not more than its 15 diameters, a clamping nut is put on the anode nozzle, in which nipples for feeding powder are fixed on the thread, and a spiral from a copper tube with a sprayed heat-conductive coating is put on the anode nozzle, in which nipples for supplying water are repaired, or a sleeve with an internal cooling cavity is soldered to the anode nozzle, in which nipples for supplying water are fixed. 3. Плазмотрон по п.2, отличающийся тем, что на удлиненное анодное сопло напаяна втулка с внутренней полостью для охлаждения, при этом в анодном корпусе выполнены отверстия диаметром 2÷3 мм со стороны ниппелей ввода и вывода воды, причем отверстия сдвинуты на 90° относительно ниппелей ввода порошка.3. The plasma torch according to claim 2, characterized in that a sleeve with an internal cavity for cooling is soldered to the elongated anode nozzle, while holes in the anode body are made with a diameter of 2 ÷ 3 mm from the side of the water inlet and outlet nipples, and the holes are 90 ° shifted regarding powder inlet nipples. 4. Плазмотрон для плазменного сверхзвукового напыления высокоплотных порошковых покрытий, содержащий разъемный корпус, состоящий из нижней и верхней частей, катодный узел, изолятор-завихритель, ниппели для подачи порошка и анод с дуговой камерой, выполненной в виде усеченного конуса с входным цилиндрическим каналом и выходным цилиндрическим каналом большего диаметра, в который помещена формирующая вставка, при этом катодный узел выполнен входящим в анод, отличающийся тем, что на нижнюю часть корпуса навинчена насадка, выполненная с каналом и установленная упирающейся в формирующую вставку, при этом внутренний диаметр насадки равен внутреннему диаметру формирующей вставки, в которую через насадку ввинчены ниппели для подачи порошка, а в насадке установлены два ниппеля для подачи охлаждающей воды.4. Plasma torch for plasma supersonic spraying of high-density powder coatings, comprising a detachable housing consisting of lower and upper parts, a cathode assembly, an insulator-swirler, nipples for supplying powder and an anode with an arc chamber made in the form of a truncated cone with an input cylindrical channel and output a cylindrical channel of a larger diameter into which the forming insert is placed, while the cathode assembly is made included in the anode, characterized in that a nozzle made with can scrap and abutting in mounted forming insert, the nozzle inner diameter equal to the inner diameter of the forming inserts, which nipples are screwed through the nozzle for supplying powder, and a nozzle pin has two cooling-water supply. 5. Плазмотрон по п.4, отличающийся тем, что он содержит нижнюю уплотняющую гайку, навинченную на корпус насадки, упорную и скользящую прокладки, которые прижимает уплотняющая гайка.5. The plasma torch according to claim 4, characterized in that it comprises a lower sealing nut screwed onto the nozzle body, a thrust and sliding gasket, which is pressed by the sealing nut. 6. Способ плазменного сверхзвукового напыления высокоплотных порошковых покрытий, отличающийся тем, что напыление осуществляют с использованием плазмотрона по любому из пп.1, 4, 5, при этом длину канала насадки плазмотрона выбирают в зависимости от свойств порошков, мощности дуги, расхода плазмообразующих газов - воздуха или воздуха с углеводородами, такой, выше которой происходит налипание порошка, но не более 15 диаметров канала, считая от точки привязки дуги, или напыление осуществляют с использованием плазмотрона по п.2 или 3, при этом длину анодного сопла выбирают в зависимости от свойств порошков, мощности дуги, расхода плазмообразующих газов - воздуха или воздуха с углеводородами, такой, выше которой происходит налипание порошка, но не более 15 диаметров канала, считая от точки привязки дуги.6. The method of plasma supersonic spraying of high-density powder coatings, characterized in that the spraying is carried out using a plasma torch according to any one of claims 1, 4, 5, while the length of the nozzle of the plasma torch nozzle is selected depending on the properties of the powders, arc power, flow rate of plasma-forming gases - air or air with hydrocarbons, one above which powder sticks, but no more than 15 channel diameters, counting from the arc attachment point, or spraying is carried out using a plasma torch according to claim 2 or 3, while y anode nozzle is selected depending on the properties of the powders, arc power, plasma gases flow - air or air with hydrocarbons such above which the powder adhesion, but not more than 15 channel diameters, starting from the point of attachment of the arc. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что диаметр канала насадки или удлиненного анодного сопла выбирается равным или больше выходного диаметра анодного сопла в 1,1÷1,2 раза. 7. The method according to claim 6, characterized in that the diameter of the nozzle channel or the elongated anode nozzle is selected equal to or greater than the output diameter of the anode nozzle 1.1 to 1.2 times.
RU2006127104/02A 2006-07-26 2006-07-26 Method of economy plasmatic ultrasonic spatter of high-density powder coatings and plasmatron for its implementation (versions) RU2361964C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006127104/02A RU2361964C2 (en) 2006-07-26 2006-07-26 Method of economy plasmatic ultrasonic spatter of high-density powder coatings and plasmatron for its implementation (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006127104/02A RU2361964C2 (en) 2006-07-26 2006-07-26 Method of economy plasmatic ultrasonic spatter of high-density powder coatings and plasmatron for its implementation (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006127104A RU2006127104A (en) 2008-02-10
RU2361964C2 true RU2361964C2 (en) 2009-07-20

Family

ID=39265618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006127104/02A RU2361964C2 (en) 2006-07-26 2006-07-26 Method of economy plasmatic ultrasonic spatter of high-density powder coatings and plasmatron for its implementation (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361964C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462533C1 (en) * 2011-04-26 2012-09-27 Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) Method of plasma spraying of wear resistant coating

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462533C1 (en) * 2011-04-26 2012-09-27 Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) Method of plasma spraying of wear resistant coating

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006127104A (en) 2008-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2569861C2 (en) System of plasma transferred wire arc thermal spraying
RU2675420C2 (en) Plasma-arc cutting system, including swirl rings and other consumable components, and related working methods
US7375302B2 (en) Plasma arc torch having an electrode with internal passages
CA1271229A (en) Plasma flame spray gun method and apparatus with adjustable ratio of radial and tangential plasma gas flow
US8779323B2 (en) Electrode for plasma torch with novel assembly method and enhanced heat transfer
JP5396609B2 (en) Plasma device
US7375303B2 (en) Plasma arc torch having an electrode with internal passages
US3851140A (en) Plasma spray gun and method for applying coatings on a substrate
KR930005953B1 (en) Plasma arc torch starting process having separated generated flows of non-oxidizing and oxidizing gas
EP0342388A2 (en) High-velocity controlled-temperature plasma spray method and apparatus
CN107920411B (en) Hybrid plasma generator for processing silicon-based materials
JPH03150341A (en) Conjugate torch type plasma generator and plasma generating method using the same
US3114826A (en) High-temperature spray apparatus
KR100486939B1 (en) Non-Transferred Type Plasma Torch With Step-Shaped Nozzle
RU2320102C1 (en) Spraying plasmatron
JPH0533520B2 (en)
US3375392A (en) Plasma generator utilizing a ribbonshaped stream of gas
RU2361964C2 (en) Method of economy plasmatic ultrasonic spatter of high-density powder coatings and plasmatron for its implementation (versions)
RU2672054C1 (en) Electric arc plasma torch for coatings from refractory dispersed materials application
CN110524096B (en) Plasma welding gun for connecting vacuum welding box
CN110213874B (en) Three-phase alternating current arc plasma spray gun device
JPS61116799A (en) Axial supply type large output plasma jet generator
RU159626U1 (en) SPRAY PLASMOTRON
RU2387107C1 (en) Electric arc plasmatron
RU190126U1 (en) PLASMOTRON FOR SPRAYING

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20220427