RU2254933C2 - Электродуговой металлизатор - Google Patents
Электродуговой металлизатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254933C2 RU2254933C2 RU2003124767/12A RU2003124767A RU2254933C2 RU 2254933 C2 RU2254933 C2 RU 2254933C2 RU 2003124767/12 A RU2003124767/12 A RU 2003124767/12A RU 2003124767 A RU2003124767 A RU 2003124767A RU 2254933 C2 RU2254933 C2 RU 2254933C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- wires
- cap
- nozzle
- compressed air
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике нанесения металлопокрытий путем диспергирования сжатым воздухом или газом материала в виде проволоки, расплавляемой с помощью электрической дуги, и может быть использовано для нанесения износостойких и антифрикционных покрытий. Техническая задача - повышение надежности работы металлизатора, расширение технологических возможностей и улучшение качества металлопокрытия решена тем, что в нем распылительная головка содержит колпак на опорной плите с монтажными окнами. По оси, внутри специального сопла размещен неплавящийся вольфрамовый электрод - катод. В контакте с последним находятся электродные проволоки - аноды в трубчатых направляющих с наконечниками позиционной регулировки. В колпаке вставлено кольцевое сопло, образующее полость, сообщенную с источником сжатого воздуха, и кольцевой канал, охватывающий выходное сопло колпака распылительной головки. Вольфрамовый электрод соединен с корпусом центрального сопла, которое через изоляционную втулку соединено с воздуховодом. Электродные проволоки подаются с катушек в зону горения дуги роликовыми механизмами. Направляющие трубки проволок фиксируются в опорной плите винтами. Вольфрамовый электрод соединен с отрицательным полюсом источника тока через контактный зажим, а электродные проволоки - с положительным полюсом через контакты на трубках проволок. Специальное сопло выполнено с каналами: общий воздушный канал охлаждения по оси центрального сопла и вольфрамового электрода и, параллельные осевому, каналы для сжатого воздуха, подаваемого в зону дуги между вольфрамовым электродом и проволоками. Неплавящийся электрод фиксируется в корпусе сопла винтом. Сжатый воздух в трубки подается одновременно, далее следует подача напряжения на электроды и включение механизма движения электродных проволок. С помощью предлагаемого металлизатора предоставляется возможность получения высококачественных и различных по свойствам комбинированных металлопокрытий - износостойких, антифрикционных, защитно-декоративных. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к технике нанесения металлопокрытий путем диспергирования сжатым воздухом или газом материала в виде проволоки, расплавляемой с помощью электрической дуги, и может быть использовано для нанесения износостойких и антифрикционных покрытий.
Область техники, к которой относится изобретение: машиностроение, станкостроение, электротехника. Преимущественной областью использования является восстановление изношенных технических деталей, путем нанесения износостойких и антифрикционных покрытий, которые являются долговременной антикоррозионной защитой труб, металлопроката и металлоконструкций алюминием, цинком и другими цветными металлами.
Известные решения, выявленные как аналоги, по технической сути содержат два электрода - проволоки, которые подаются электромеханическим или пневматическим механизмом в распылительную головку, и расплавленный дугой металл диспергируется струей сжатого воздуха или продуктами сгорания газового или жидкого углеводородного топлива, наносится на поверхность металла или другую подложку. Такими аналогами являются, например, электродуговые металлизаторы типа ЭМ-19 ВНИИАВТОГЕНМАШ (1), ЭДМ-5М, ЭДИ-6ГД ВНИИТУВНД “Ремдеталь” РФ (2).
Недостатки металлизаторов - аналогов: стабильность их работы полностью зависит от синхронности и скорости движения электродных проволок и их точного взаимного пространственного расположения на выходе из направляющих наконечников. Малейшее нарушение приводит к нарушению горения дуги или к полному ее гашению. Указанные дефекты являются следствием особенности самой идеи аналоговых металлизаторов, реализация которой требует высокой точности изготовления подающего механизма и частых регулировок распылительной головки, в результате износа деталей или дефектов проволоки. В целом эти устройства не отвечают современным требованиям к надежности, несмотря на постоянное совершенствование конструкции. Изменялась конструкция, но не менялась идея, заложенная изначально.
Попытка увеличить количество проволок до трех, расплавляющихся в зоне дуги, с использованием промышленных источников тока, для повышения эффективности процесса и качества покрытия осуществлена в металлизаторе, разработанном для нанесения антифрикационных покрытий (ВНИИ АВТОГЕН) (3). Электродуговой металлизатор содержит трехпроволочную распылительную головку с выходным соплом и воздуховодами, в которой электродные проволоки используются из одинаковых или различных металлов, подаются роликами, тоководы соединены с трансформатором переменного тока. Данное техническое решение принято за прототип.
Однако, из-за увеличения подающих роликов до трех, усложнились конструкция распылительной головки и регулировка позиционного положения трех электродных проволок, концы которых должны сходиться в одной точке на выходном сопле. Фактически прототип унаследовал все недостатки аналогов, но еще в большей степени из-за усложнения конструкции.
Технической задачей предложенного изобретения является повышение надежности работы металлизатора, расширение технологических возможностей и улучшение качества металлопокрытия.
Указанная техническая задача решена тем, что в электрометаллизаторе, содержащем распылительную головку с выходным соплом и воздуховодами, и электродные проволоки в трубчатых направляющих, соединенные с тоководами и механизмом их перемещения, согласно изобретению, распылительная головка содержит размещенные в колпаке на опорной плите, со специальным выходным соплом, состоящим из корпуса, телескопически соединенного с неплавящимся вольфрамовым электродом - катодом, с общим осевым каналом воздушного охлаждения, и двумя, диаметрально параллельными осевому, каналами для сжатого воздуха; и две или более электродных проволок - анодов в трубчатых направляющих, с торцевыми наконечниками позиционной ориентации проволок, фиксированных винтами в опорной плите; при этом неплавкий цилиндрический вольфрамовый электрод - катод выполнен с боковыми срезами по образующей, являющимися стенками в каналах для сжатого воздуха, а в колпаке вставлена крышка, образующая кольцевую полость - кольцевое сопло вокруг специального выходного сопла колпака, сообщенную с источником сжатого воздуха.
Корпус специального выходного сопла через изоляционную втулку соединен с воздуховодом.
Проволоки равного или различного диаметра, однородного или различных металлов, рабочими срезами размещены на расстоянии 4-5 мм от торца неплавящегося вольфрамового электрода - катода, при этом размещены в двух или в одной из направляющих трубок для двухстороннего или одностороннего процесса металлизации, соответственно.
Заявленное изобретение соответствует требованию единств изобретения, поскольку конструктивные особенности размещения сопел, электродов, устройства каналов и неплавящегося электрода решают единую задачу создания зоны горения с оптимальными условиями, с получением единого результата.
Устройство изготовлено в промышленном производстве, проведены процессы покрытий с положительными результатами по качеству покрытия и эффективности технологии, а также выполнены испытания неплавкого электрода на работоспособность. Установлено, что долговечность неплавкого электрода сопоставима с ресурсом современного плазмотрона, что позволяет считать предложенное устройство соответствующим критерию “промышленная применимость”.
Проведенный авторами поиск по патентам и научно-техническим источникам не выявил прототип, характеризуемый совокупностью признаков, идентичных предлагаемому по своим свойствам и достигаемому результату, что позволяет считать предложение заявителя соответствующим критерию “изобретательский уровень”.
При сравнении с прототипом предложенный электродуговой металлизатор отличается устройством сопла с диспергирующими возможностями и неплавящимся электродом, что соответствует критерию “новизна”.
Суть изобретения
Суть изобретения заключается в следующем: в предлагаемом металлизаторе дуговой процесс расплавления проволок является независимым, т.е. дуга образуется автономно между каждой проволокой и неплавящимся электродом. В этом случае легко регулировать состав комбинированного покрытия или псевдосплава, используя проволоки разного материала и диаметра, не заботясь о стабильности горения дуги, т.к. независимая система процесса ее гарантирует.
Улучшение качества металлопокрытия достигается благодаря высокой стабильности горения дуги, которое не зависит от пространственного взаимного расположения проволок, а также синхронности скорости их подачи, т.к. каждая проволока автономно контактирует с плоскостью неплавящегося электрода. Кроме того, воздушные диспергирующие струи воздуха не подвергаются очевидной турбулизации, т.к. площадь их фронтального сечения соизмерима с площадью в межэлектродном зазоре. Поэтому поток воздуха практически не сталкивается с проволокой, не тормозится и не завихряется, как в прототипе. Плоские боковые срезы неплавкого электрода своими поверхностями направляют струи сжатого воздуха до области дуги и далее за ее пределами, что способствует лучшему диспергированию расплавленного металла присадочного материала (проволок) и получению, таким образом, мелкозернистого и плотного покрытия.
Для обжатия металловоздушной струи сжатый воздух подается через канал кольцевого сопла, охватывающего выходное специальное сопло в колпаке распылительной головки.
Проволоки ориентированы рабочими торцами перпендикулярно к поверхности неплавкого электрода. Если с одной стороны подводится более одной проволоки, то они располагаются (фиг.3) одна за другой в поперечной плоскости неплавящегося электрода, контактируя между собой или располагаясь на расстоянии 1-3 мм друг от друга.
Расширение технологических возможностей, а значит, достижение положительного эффекта получается благодаря тому, что при металлизации может быть использовано до 4-х разнородных электродных проволок, что существенно расширяет возможности получения комбинированных металлопокрытий, в том числе высококачественных подшипниковых покрытий (псевдосплавов) с заданными свойствами.
Устройство электродугового металлизатора поясняется фиг.1, 2 и 3. На фиг.1 изображен общий вид распылительной головки. На фиг.2 дано специальное сопло с неплавящимся вольфрамовым электродом в разрезе с видами АА и ББ. На фиг.3 изображена установка четырех электродных проволок через два наконечника и их контакт с боковым срезом вольфрамового электрода, а также зона касания проволок и вольфрамового электрода с видом В.
На фиг.1 распылительная головка содержит колпак 1 на опорной плите 2 с монтажными окнами 3. По оси внутри специального сопла 12 размещен неплавящийся вольфрамовый электрод - катод 4. В контакте с последним находятся электродные проволоки - аноды 5 в трубчатых направляющих 6 с наконечниками 7 позиционной регулировки. В колпаке 1 вставлено кольцевое сопло 8, образующее полость 9, сообщенную с источником 11 сжатого воздуха, и кольцевой канал 10, охватывающий выходное сопло колпака 1 распылительной головки. Вольфрамовый электрод соединен с корпусом центрального сопла 12, которое через изоляционную втулку 13 соединено с воздуховодом 14. Электродные проволоки подаются с катушек 16 в зону горения дуги роликовыми механизмами 15. Направляющие трубки проволок фиксируются в опорной плите винтами 17. Вольфрамовый электрод соединен с отрицательным полюсом источника тока через контактный зажим 19, а электродные проволоки - с положительным полюсом через контакты 18 на трубках проволок.
Неплавящийся вольфрамовый электрод 4 с плоскими срезами 22 по образующей телескопически размещен в корпусе сопла 12. Корпус сопла 12 имеет два канала 21 вдоль его оси, ориентированные к срезам электрода 4, через которые подается сжатый воздух для диспергирования расплавленного металла электродных проволок 5. Вольфрамовый неплавящийся электрод 4 снабжен центральным каналом для охлаждения воздухом.
На фиг.2 показано специальное сопло с каналами: общий воздушный канал охлаждения 20 по оси центрального сопла и вольфрамового электрода и параллельные осевому каналы 21 для сжатого воздуха, подаваемого в зону дуги между вольфрамовым электродом и проволоками. Неплавящийся электрод 4 фиксируется в корпусе сопла винтом 23.
Работа устройства
С целью исключения перегрева вольфрамового электрода используется прямая полярность подключения, т.к. температура анода (+) всегда выше катода (-), и на нем больше выделяется тепла. В металлизатор заправляются одна, две, три или четыре проволоки, намотанных на отдельные катушки. Если проволоки вставлены в одну направляющуюся трубку 6 - дуговой процесс будет односторонним, т.е. дуга будет гореть между одной плоскостью неплавящегося электрода 4 и проволоками (проволокой). Если проволоки вставлены в обе трубки 6, дуговой процесс будет двухсторонним. Проволоки могут быть использованы не только разного химсостава, но и разного диаметра.
Таким образом, с помощью предлагаемого металлизатора предоставляется возможность получения различных по свойствам комбинированных металлопокрытий - износостойких, антифрикционных, защитно-декоративных. Такая функциональная широта получения комбинированных покрытий свойственна только предлагаемому металлизатору.
Сжатый воздух в трубки 11 и 14 подается одновременно, далее следует подача напряжения на электроды 18 и включение механизма движения электродных проволок.
Источники информации
1. А.В.Бурякин “Стационарный электродуговой металлизатор ЭМ-19”. “Сварочное производство”, №9, 2002 г., стр.35, 36.
2. Н.Н.Литовченко и др. “Электродуговой металлизатор “нового типа”. “Сварочное производство”, №7, 1998 г., стр.40, 41.
3. Е.В.Антошин “Трехпроволочная электрометаллизационная головка МТГ для нанесения покрытий из антифрикционных псевдосплавов”, Информационно-технический листок Ленинградского дома научно-технической пропаганды, г. Ленинград, 1957 г. - прототип.
Claims (3)
1. Электродуговой металлизатор, содержащий распылительную головку с выходным соплом и воздуховодами и электродные проволоки в трубчатых направляющих, соединенные с тоководами и механизмом их перемещения, отличающийся тем, что распылительная головка содержит размещенные в колпаке на опорной плите со специальным выходным соплом, состоящим из корпуса, телескопически соединенного с неплавящимся вольфрамовьм электродом-катодом, с общим осевым каналом воздушного охлаждения и двумя диаметрально параллельными осевому каналами для сжатого воздуха; и две или более электродных проволок-анодов в трубчатых направляющих с торцевыми наконечниками позиционной ориентации проволок, фиксированных винтами в опорной плите; при этом неплавкий цилиндрический вольфрамовый электрод-катод выполнен с боковыми срезами по образующей, являющимися стенками в каналах для сжатого воздуха, а в колпаке вставлена крышка, образующая кольцевую полость - кольцевое сопло вокруг специального выходного сопла колпака, сообщенную с источником сжатого воздуха.
2. Электродуговой металлизатор по п.1, отличающийся тем, что корпус специального выходного сопла через изоляционную втулку соединен с воздуховодом.
3. Электродуговой металлизатор по п.1, отличающийся тем, что проволоки равного или различного диаметра, однородного или различных металлов рабочими срезами размещены на расстоянии 4-5 мм от торца неплавящегося вольфрамового электрода-катода, при этом размещены в двух или в одной из направляющих трубок для двухстороннего или одностороннего процесса металлизации соответственно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124767/12A RU2254933C2 (ru) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Электродуговой металлизатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124767/12A RU2254933C2 (ru) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Электродуговой металлизатор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003124767A RU2003124767A (ru) | 2005-02-27 |
RU2254933C2 true RU2254933C2 (ru) | 2005-06-27 |
Family
ID=35285959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003124767/12A RU2254933C2 (ru) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Электродуговой металлизатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2254933C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641427C1 (ru) * | 2016-07-20 | 2018-01-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ нанесения многокомпонентного покрытия при электродуговой металлизации |
RU2687905C1 (ru) * | 2018-12-19 | 2019-05-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Электродуговой металлизатор "Дракон" |
RU197878U1 (ru) * | 2020-03-18 | 2020-06-03 | Общество с ограниченной ответственностью «Термал-Спрей-Тек» | Сопловой узел электродугового металлизатора для распыления проволок и порошков |
-
2003
- 2003-08-12 RU RU2003124767/12A patent/RU2254933C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641427C1 (ru) * | 2016-07-20 | 2018-01-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ нанесения многокомпонентного покрытия при электродуговой металлизации |
RU2687905C1 (ru) * | 2018-12-19 | 2019-05-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Электродуговой металлизатор "Дракон" |
RU197878U1 (ru) * | 2020-03-18 | 2020-06-03 | Общество с ограниченной ответственностью «Термал-Спрей-Тек» | Сопловой узел электродугового металлизатора для распыления проволок и порошков |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003124767A (ru) | 2005-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5245153A (en) | Depositing metal onto a surface | |
JP3287373B2 (ja) | 粉末材料を吹き付けるためのプラズマ溶射装置 | |
CN112024885B (zh) | 一种等离子弧喷头及具有其的等离子发生装置和三维打印设备 | |
US10730063B2 (en) | Plasma transfer wire arc thermal spray system | |
JP2550073B2 (ja) | プラズマ発生装置及び精確に制御されたプラズマを発生させる方法 | |
US9376740B2 (en) | Plasma systems and methods including high enthalpy and high stability plasmas | |
US5109150A (en) | Open-arc plasma wire spray method and apparatus | |
US3304402A (en) | Plasma flame powder spray gun | |
US10131013B2 (en) | Non-transferred plasma arc system, conversion adapter kit, and non-transferred plasma arc torch | |
JPH07299393A (ja) | プラズマスプレー装置 | |
RU2254933C2 (ru) | Электродуговой металлизатор | |
EP0832991A1 (en) | Method and apparatus for thermal spraying cylindrical bores | |
US10604830B2 (en) | Wire guides for plasma transferred wire arc processes | |
EP3673092A1 (en) | Delivery of plasma and spray material at extended locations | |
RU2641427C1 (ru) | Способ нанесения многокомпонентного покрытия при электродуговой металлизации | |
CN1242720A (zh) | 改进的等离子体转移金属丝弧热喷镀装置及方法 | |
CN212413499U (zh) | 等离子发生器 | |
RU95215U1 (ru) | Плазмотрон для плазменной закалки | |
WO2004010747A1 (en) | Plasmatron for spraying of coatings | |
RU37334U1 (ru) | Плазмотрон для резки и установка для плазменно-дуговой резки | |
RU2005584C1 (ru) | Плазмотрон для напыления порошковых материалов | |
JPH04246160A (ja) | 溶射トーチ | |
SU952359A1 (ru) | Распылительна головка устройства дл электродуговой металлизации | |
GB2111864A (en) | Method and head for spraying metallic coatings | |
JPH03272600A (ja) | 熱プラズマジェット発生装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050813 |