JP2011241447A - アーク溶射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】並行スリッター型のアーク溶射装置において、左右に設けた各ノズルユニットのスリッターノズル口19に通じる円筒状のエアータンク3aを設け、当該エアータンク3aの長手方向の一端から圧縮エアーを送り、その側面に設けたエアー出口通路先端の前記スリッターノズル口か19らエアーを噴出させる構成とし、当該エアータンク3aの側面の前記エアー出口通路3bの横断面を角部を形成しないようテーパー形状にし、かつ、アーク交点Oがその外周のジェットエアーカーテン21に触れないようにして、前記ジェットエアーカーテン21に溶融滴が引っ張られるように、前記一対のノズルユニットの幅を狭くし、溶射中心軸Pに向かう二つのジェットエアーのなす角度を鋭角とした。
【選択図】 図1
Description
以上より、アーク溶射やフレーム溶射の溶射被膜として使用可能な被膜の状態を得られる溶射量(kg/時間)は限られており、溶射量を容易に増加させることができない問題があった。
また、溶射被膜の塗着効率は溶射距離によって大きく左右され、溶射距離が50mm〜200mmで約70%、300mm〜400mmで約50%以下になる。
塗着効率が落ちると粉塵が多く発生するため環境が悪化する。また、溶射線材を多く必要とするためコスト高にもつながる。
また、微粒化が不十分で安定した金属溶滴を得られないため、従来の溶射距離を縮めて溶射を行うことは困難である。
この型は、ジェットエアーをコーンの先端に集中し金属溶滴を誘導するものと広範囲に飛散しようとする金属溶滴を円筒状のジェットエアーでそれ以上拡がらないように母材に向かわせるものがあるが、貫通型と同様に溶射距離を縮めると、溶射被膜温度が高い状態で被膜を形成しなければならず、剥離が生じる原因となる。
また、微粒金属溶滴の密度が高く、不均一となるため、被膜の密着強度は弱い。さらに、被膜の温度が低温に下がらず、剥離の原因となるため、従来通りの溶射距離を確保しなければならない。これにより、溶射距離を縮めることも困難である。
以上のことは、増量せず溶射距離を縮めた場合にも同様の状態が発生するため、従来の溶射距離を縮めて至近距離での溶射を行うことができない。
以上のことは、増量せず溶射距離を縮めた場合にも同様の状態が発生するため、従来の溶射距離を縮めて至近距離での溶射を行うことができない問題があった。
これにより、金属溶滴はエアーカーテンに覆われていないところから横に漏れてしまう問題点があった。
これを解消するためには、一対のエアーカーテンの上下交差角度を出来る限り並行に近い状態で交差するように設定する必要があるが、並行に近くすると溶射被膜パターンが従来と変わらないという問題があった。
以上より、溶射量(kg/時間)を増量しても、均一に微粒化された金属溶滴をより拡散できるため、従来の溶射装置に比べ、微粒化時の金属溶滴温度及び溶射被膜温度を下げることができる。さらに、溶射量(kg/時間)を増量しても、大きな楕円形状の均一な安定した溶射被膜パターンを形成し、単位時間当たりの溶射面積が拡がり、作業効率を格段に向上させることができる。
図3において、アーク溶射装置は線状の金属製溶射材料Wを用いてアーク溶射を行うものであって、箱状の溶射機本体1内を金属製溶射材料Wが上下平行姿勢で通過するよう溶射材料経路が設定され、溶射機本体1の内部中央に溶射材料送り機構2が設けられ、溶射機本体1の前面にアトマイジング用の圧縮エアーを噴き出すノズル3が配置されている。
また、一対のエアーカーテンが鋭角を成しているので、交差した後のエアー圧の損失を従来より少なくすることができた。
(1) 4kgf/cm2の溶射は良好であるが、溶射被膜粒子が少し粗く溶射温度も少し高い。従来型溶射エアーノズルのエアー圧6kgf/cm2〜7kgf/cm2の溶射と同様の状態であった。
(2) 5kgf/cm2〜6kgf/cm2の溶射は良好で、溶射被膜粒子は細かく、溶射被膜温度は低い。
(3) 7kgf/cm2〜8kgf/cm2の溶射は非常に良好で、溶射量を増量しても上記(2)と同様の状態であった。
(4) 9kgf/cm2〜10kgf/cm2の溶射では溶射被膜が超微粒化し、溶射被膜温度も低く、溶射密着強度も高くなった。溶射被膜の気孔が小さくて測定できなかった。
以上全ての場合において、溶射被膜としては良好であった。
3 ノズル 3a エアータンク
3b エアー出口通路 4 絶縁ブロック
5 絶縁ブロック 6 ガイド管
7 ガイド管 8 電極棒
9 給電線 10 アークガイド管
12 駆動ローラ 12a リング
13 押さえローラ 14 モータ
15 揺動アーム 16 バネ
17 グリップ 18 凹部
19 スリッターノズル口 19a 小孔ノズル口
19b 小孔ノズル口 20 継ぎ手
21 ジェットエアーカーテン 21a ジェットエアーカーテン先端
22 アークチャンバ
31a 拡大された溶射パターン 31b 従来の溶射パターン
O アーク交点 P 溶射中心軸
W 金属製溶射材料
Claims (3)
- 溶射機本体の前面に、溶材をアーク交点に向かって送り込み案内する一対の溶材ノズルと当該一対の溶材ノズルを挟んだ両側にアトマイジング用の圧縮空気を供給案内する一対の並行な縦長のノズルユニットを設け、前記一対のノズルユニットからその間に介在する溶射中心軸に向かって一対の平面状ジェットエアーを噴出し、これらのジェットエアーで横断面が楔型のジェットエアーカーテンを形成し、一方、前記溶材にアーク電流を流して、前記ジェットエアーカーテン内で一対の溶材の先端でアーク放電を発生させて溶材を溶かし、当該溶融滴が前記ジェットエアー中に吸引されてアトマイジングするアーク溶射装置において、
前記各ノズルユニットのノズル口に通じる円筒状のエアータンクを設け、当該エアータンクの長手方向の一端から圧縮エアーを送り、その側面に設けたエアー出口通路先端の前記ノズル口からエアーを噴出させる構成とし、当該エアータンクの側面の前記エアー出口通路の横断面を角部を形成しないようテーパー形状にし、かつ、前記アーク交点が前記ジェットエアーカーテンに触れないように、前記一対のノズルユニットのノズル口の幅を狭くして溶射中心軸に向かう二つのジェットエアーのなす角度を鋭角としたことを特徴とする、アーク溶射装置。 - 前記ノズルユニットが、スリッターノズル口であり、この各スリッターノズル口の横幅が0.5mm〜1.2mm、縦幅が13mm〜26mm、一対のスリッターノズル口の横幅が8mmであることを特徴とする、請求項1に記載のアーク溶射装置。
- 前記ノズルユニットが多数の小孔ノズル口から成り、この各小孔ノズル口の横幅が0.5mm〜1.2mm、多数の小孔ノズル口全体の縦幅が13mm〜26mm、一対のノズルユニットの横幅が8mmであることを特徴とする、請求項1に記載のアーク溶射装置。
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