Распыляющая металлизационная головка Советский патент 1993 года по МПК B05B7/22 

Недостатком известной распыляющей головки является то, что формирующая двухфазный поток насадка устанавливается в головке стационарно и обеспечивает единственный, заранее заданный диаметр пятна распыла. Для увеличения или уменьшения пятна распыла необходима замена насадки, что вызывает значительные трудности на практике. Формирующая насадка оказывает воздействие на распыляющий по- ток, вызывая дополнительное сопротивление и снижая энергетические свойства этого потока, В связи с тем, что формирующая часть насадки расположена в зоне функционирования высокотемпературной электрической ду- ги, возникает необходимость водяного охлаждения, что в свою очередь, усложняет конструкцию металлизатора, требует применения дополнительного оборудования для контроля давления и расхода воды, ограни- чивает маневренность металлизатора и возможность его применения в полевых условиях (при отсутствии стационарных си- стем снабжения водой). Кроме того, при указанном выше расположении насадки возможно налипание частиц распыляемого материала на ее внутреннюю поверхность, что приводит к искажению цилиндрической формы, получению отверстия искаженной формы и к аналогичному искажению формы двухфазного потока и получению пятна распыла непредсказуемой формы. Это требует периодического удаления образующего слоя на внутренней поверхности насадка и отрицательно влияет на энергию распыляю- щего потока и качество напыляемого слоя. В рассматриваемой конструкции распылительной головки не учтено влияние возмущеиий в виде электродных проволок на формирование распыляющей струи. Извё- стно, что при наличии в потоке газа ш ара или цилиндрического тела с противоположной направлению потока стороны создается область завихрения с изменением характера потока, его скорости и давления.

Цель изобретения-повышение качества покрытий.

Цель достигается благодаря тому, что в распыляющей метаплизационной головке, содержащей корпус металлизатора, на- правляющие трубки, воздушную трубку и цилиндрическое сопло, на сопле соосно с возможным перемещением установлена насадка с двумя сквозными боковыми пазами, которая препятствует раздвоению струи, а отношение йнутреннего диаметра насадки к диаметру сопла составляет 1,5 - 2,5.

При исследовании воздушной распыляющей струи и влияния возмущений в виде проволок при электродуговой металлизации было установлено, что воздушный поток, выходящий из сопла как бы разрывается двумя сходящимися проволоками на Два независимых потока. Данное обстоятельство и является одной из причин, что воздушная распыляющая струя имеет большой угол раскрытия, В результате происходит торможение слоев струи о воздух окружающей среды. Энергия струи при этом снижается. Данное утверждение подтверждается при фотосъемке воздушной распыляющей струи с частицами жидкого металла.

Результаты исследований показывают, что дуга функционирует стабильно при наличии минимального зазора между электродами, не превышающего 0,1 - 0,3 мм. При увеличении зазора более 0,5 мм процесс прекращается - дуга сдувается потоком сжатого воздуха.

Как показали проведенные исследования, применение насадки целесообразно

при 1,1 :Ј -д- 1,8, где b - ширина паза в

насадке, проволоки.

d3 мм,

- диаметр применяемой

Если соотношение -;- 1,1, то

ds :

соотношении -г- 1,8 электродные провопроволока ходит в пазе насадки очень туго, что создает дополнительные трудности в непрерывной подаче п роволоки-для стабильности процесса металлизации. При

А

d3

локи болтаются в пазах насадки, то есть нет фиксации в горизонтальной плоскости, а следовательно точка соприкосновения проволок может смещаться в процессе металлизации, что отрицательно сказывается на стабильности процесса подсоса воздуха,

dH

Оптимальное соотношение 1,5 и

2,5,

где йн - внутренний диаметр насадки, мм; dc - диаметр сопла, мм. При соотноше-т - 1,5 в процессе функциониронии

вания электрической дуги происходит налипание жидких частиц металла на внутренние стенки насадки, что отрицательно сказывается на формировании распыляющей струи и в конечном счете на качестве получаемого покрытия. При соотношении dH/dc 2,5 процесс сужения и концентрации распыляющей металлизационной струи не наблюдается, в этом случае нет необ- ходимости п.рименения керамической насадки.

Учитывая, что насадка с двумя пазами закреплена соосно с цилиндрическим соплом, она может перемещаться вдоль этой оси. Таким образом, перемещение насадки

вдоль оси сопла позволяет управлять величиной пятна распыла..

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - сечение фиг. 1.

Распыляющая металлизованная головка содержит корпус 1 металлизатора,токо- подводы 2, направляющие трубки 3, медные колпачки 4, цилиндрическое .сопло 5, насадку 6.

Новым элементом распылительной головки является керамическая насадка 6, представляющая собой керамическую цилиндрическую трубку с внутренним диаметром 10...14 мм и наружным диаметром 15...20 мм. С одного торца насадки имеются два сквозных паза шириной 2,6...2,8 мм (ширина паза определяется диаметром применяемой проволоки, например, при использовании проволок диаметром 1,2...1,6 мм ширина паза может быть 1,4...1,8 мм, Длиной 50 мм. Насадка 6 крепится на цилиндрическое сопло, при этом соблюдается соосность сопла и насадки с учётом того, чтобы пазы насадки 6 были в горизонтальной плоскости и в них свободно входили электродные проволоки. Точка пересечения проволок должна находиться внутри или на выходе из насадки и на оси сопла.

Предлагаемое устройство используется следующим образом,.

Через токоподводы 2 и медные колпачки 4 подается ток на электродные, проволоки, которые находятся в направляющих трубках 3, в момент зажигания дуги между электродными проволоками сжатый воздух под давлением 0,5..,0,6 МПа подается в сопло 5, после чего попадает в насадку 6, где и происходит формирование, деформирование (концентрация) распыляющей струи с частицами жидкого металла, который образовался в результате плавления электродных проволок под действием электрической дуги. Поток воздуха в насадке подхватывает и транспортирует частицы хсидкого металла

с торцов электродов и на выходе из нее формируется концентрированная двухфазная струя, которая и транспортирует жидкие частицы до металлизируемой поверхности, Путем соударения металлизированных частиц с напыляемой поверхностью происходит формирование покрытия.

Применение распылительной металлизированной головки с керамической насадкой позволяет использовать любые диаметры проволок, в том числе и порошковые, которые отличаются от сплошных боль- щей хрупкостью и жесткостью; сохраняя энергию воздушной струи, сжать, сконцентрировать поток воздуха и жидкого металла почти до цилиндрической формы; измельчать частицы жидкого металла, что способствует получению мелкозернистой структуры напыленного покрытия; увеличить прочность сцепления наносимого покрытия на 10...15% за счет того, что дуга находится в замкнутом пространстве (внутри насадки), чем обеспечивается более интенсивное протекание металлургических

процессов; сократить площадь электродуговых металлизаторов; сократить потери на 20% распыляемого электродного металла без изменения энергии струи.

Формул а изобретения

Распыляющая металлизационная головка, содержащая корпус металлизатора, направляющие трубки для электродных проволок, воздушную трубку с соплом, выполненным цилиндрическим, на котором соосно установлена насадка с двумя сквозными боковыми отверстиями, отличаю щ а я с.я тем, что, с целью повышения качества покрытия, насадка установлена с возможностью осевого перемещения, а боковые отверстия выполнены в виде пазов, удлиненных до выходного торца насадка, причем отношение внутреннего диаметра насадки к диаметру сопла составляет от 1,5

до2,5,

фигЈ