專利名稱：高效多霧化電弧噴槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電弧噴槍，尤其是一種用于金屬線材熱噴涂的高效多霧化 電弧噴槍，屬于表面工程技術(shù)熱噴涂領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電弧噴槍是電弧噴涂系統(tǒng)的核心設(shè)備，電弧噴涂技術(shù)的進(jìn)步與噴槍的改進(jìn)和發(fā) 展是密切相關(guān)的。最早的噴槍采用開放式噴嘴，后來發(fā)展為封閉式一次霧化噴嘴，涂層 質(zhì)量得到了提高。目前國際上先進(jìn)的噴槍大多采用一進(jìn)二出的二次霧化噴嘴結(jié)構(gòu)，這種 結(jié)構(gòu)提高了霧化氣流的噴射速度，使噴射的金屬粒子速度可達(dá)高速或超音速，強(qiáng)化了對(duì) 噴涂霧化效果，噴涂顆粒更加細(xì)微，涂層更加致密，同時(shí)也提高了涂層與基體的結(jié)合強(qiáng) 度。但現(xiàn)有電弧噴槍生產(chǎn)效率較低，難以滿足大面積防腐施工工效要求，普通電弧噴槍 還存在噴涂幅寬較窄、噴涂粒子粗大、孔隙率較高等技術(shù)問題。中國專利CN201258355Y公開了一種在一次霧化噴槍的基礎(chǔ)上，將原來的一次 霧化改進(jìn)為二次霧化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種二次霧化噴頭，提高了金屬熔滴的霧化程度。但 該改進(jìn)技術(shù)未能從根本上解決二次霧化噴嘴結(jié)構(gòu)噴槍存在的現(xiàn)有技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種高效多霧化電弧噴 槍，通過兩路進(jìn)氣，在噴槍內(nèi)分成四次霧化氣流，以此改變霧化氣流場(chǎng)和流速，使霧化 氣流場(chǎng)合理分布，提高了噴涂粒子的射流速度和霧化效果，使霧化粒子更細(xì)小更均勻， 降低了涂層孔隙率。為實(shí)現(xiàn)上述目地，本實(shí)用新型的多霧化電弧噴槍，包括絕緣槍體、套裝在絕緣 槍體前端外圓上的連接盤，絕緣槍體的前端面上嵌裝有中心拉瓦爾噴嘴和傾斜設(shè)嵌裝在 中心拉瓦爾噴嘴兩側(cè)的導(dǎo)電嘴，并套裝有固定在絕緣槍體前端面上的錐形內(nèi)霧化噴嘴， 內(nèi)霧化噴嘴的外部套裝有固定在連接盤上的噴嘴架，內(nèi)霧化噴嘴與噴嘴架之間間隔形成 一環(huán)形氣室；噴嘴架的前端設(shè)有外霧化噴嘴，外霧化噴嘴的前端設(shè)有套裝在其上的擋弧 罩，外霧化噴嘴的端面上設(shè)有通氣孔，傾斜設(shè)的導(dǎo)電嘴的軸心線與中心拉瓦爾噴嘴的軸 心線在擋弧罩的出口中心位置相交匯，嵌裝的導(dǎo)電嘴內(nèi)部連接有通向絕緣槍體后端部的 套裝的導(dǎo)電塊的導(dǎo)電管，導(dǎo)電管的尾部設(shè)有送絲管接頭，絕緣槍體后端面中部嵌裝有安 裝接頭，絕緣槍體的底部設(shè)有與中心拉瓦爾噴嘴相連通的第一路進(jìn)氣接頭，并設(shè)有與內(nèi) 霧化噴嘴上下對(duì)應(yīng)的環(huán)形氣室氣孔相連通的第二路進(jìn)氣接頭。所述的導(dǎo)電管上有布置成弧形的3個(gè)獨(dú)立作為霧化氣流的出入口的霧化氣孔； 所述外霧化噴嘴端面上的通氣孔至少有2個(gè)，對(duì)稱布置；所述外霧化噴嘴出口呈喇叭 狀。有益效果本實(shí)用新型采用通過強(qiáng)制冷卻氣流的導(dǎo)電管，保證了高速、長時(shí)間 噴涂施工時(shí)導(dǎo)電嘴溫度不會(huì)過高，解決了槍頭發(fā)熱問題；可長期連續(xù)地以600A電流正常
3進(jìn)行噴涂，在最高700A電流時(shí)也能進(jìn)行正常的噴涂。在噴涂過程中電流比較穩(wěn)定、噴 涂過程流暢、沒有打炮斷弧等現(xiàn)象、噴涂層致密。單槍有效噴涂幅寬可達(dá)140mm(且涂 層厚度分布均勻)，是普通電弧噴槍噴涂幅寬的3.5倍。高效多霧化噴槍600A大電流噴 鋅的沉積率高于普通電弧噴槍的沉積率，達(dá)58.4%，噴鋅速度達(dá)到78.6kg/h，超過3把普 通噴槍噴涂速度之和。無論是用于噴鋅還是噴鋁，噴鋁涂層平均結(jié)合強(qiáng)度比普通噴槍提 高40%左右；無論是外表面還是涂層內(nèi)部，其涂層組織結(jié)構(gòu)和致密性均高于普通電弧噴 槍獲得的噴涂層，具有冷卻導(dǎo)電管和壓縮一次霧化氣流的雙重作用。對(duì)從外霧化噴嘴中 心孔出來的第一、二、三次霧化射流起到壓縮和扁化的作用，并形成第四次霧化作用。 中心拉瓦爾噴嘴能將霧化氣流加速，使噴涂粒子獲得往前高速飛行的動(dòng)力，以達(dá)到高速 或超音速射流的目的。由于導(dǎo)電管和霧化噴嘴直接承受著高溫電弧的輻射，因此采用氣 冷方式和選用耐高溫材料，可避免噴嘴燒蝕和噴涂粒子在噴嘴內(nèi)表面的沉積，有利于提 高氣流和粒子的速度，進(jìn)一步改善霧化和加速效果。采用螺紋和密封圈來保證霧化空氣 通路的可靠密封。采用高性能絕緣材料來制作槍體，用絕緣塊和絕緣墊保證了噴槍內(nèi)部 的絕緣，避免發(fā)生短路和燒損。通過一兩路進(jìn)氣分成四次霧化氣流的高效多霧化電弧噴 槍，改變霧化氣流場(chǎng)和流速，使霧化氣流場(chǎng)合理分布，提高了噴涂粒子的射流速度和霧 化效果，使霧化粒子更細(xì)小更均勻，降低了涂層孔隙率，獲得更大噴涂幅寬。其結(jié)構(gòu)緊 湊、噴涂幅面寬、噴涂粒子細(xì)、孔隙率低，具有廣泛的實(shí)用性。

圖1是高效多霧化電弧噴槍的主視圖。圖2是高效多霧化電弧噴槍的俯視圖。圖3是霧化空氣在噴槍內(nèi)部的傳遞過程示意圖。圖4是導(dǎo)電管霧化氣孔分布示意圖。圖中1-擋弧罩；2-外霧化噴嘴；3-內(nèi)霧化噴嘴；4-噴嘴架；5-密封圈； 6-定位銷；7-連接盤；8-絕緣槍體；9-導(dǎo)電管；10-導(dǎo)電塊；11-送絲管接頭；12-安 裝接頭；13-夾緊螺栓；14-導(dǎo)電嘴；15-中心拉瓦爾噴嘴；16-第一路進(jìn)氣接頭、17-第 二路進(jìn)氣接頭；18-環(huán)形氣室氣孔；19-環(huán)形氣室；20-通氣孔；21-霧化氣孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述附圖1圖2所示，高效多霧化電弧噴槍主要由擋弧罩1、外霧化噴嘴2、內(nèi)霧化 噴嘴3、噴嘴架4、連接盤7、絕緣槍體8、導(dǎo)電管9、導(dǎo)電塊10、送絲管接頭11、安裝接 頭12、導(dǎo)電嘴14、中心拉瓦爾噴嘴15、第一路進(jìn)氣接頭16、第二路進(jìn)氣接頭17組成。 絕緣槍體8前端外圓上套裝連接盤7，絕緣槍體8的前端面上嵌裝有中心拉瓦爾噴嘴15和 傾斜設(shè)嵌裝在中心拉瓦爾噴嘴15兩側(cè)的導(dǎo)電嘴14，絕緣槍體8的前端面上設(shè)有錐形內(nèi)霧 化噴嘴3，錐形內(nèi)霧化噴嘴3上設(shè)有定位銷6，導(dǎo)電嘴14與內(nèi)霧化噴嘴3的接觸面之間設(shè) 有密封圈5，內(nèi)霧化噴嘴3的外部套裝有固定在連接盤7上的噴嘴架4，內(nèi)霧化噴嘴3與 噴嘴架4之間間隔形成一環(huán)形氣室19;噴嘴架4的前端設(shè)有外霧化噴嘴2，外霧化噴嘴2 的前端設(shè)有套裝在其上的擋弧罩1，外霧化噴嘴2的端面上設(shè)有通氣孔20，外霧化噴嘴2端面上的通氣孔20至少有2個(gè)，對(duì)稱布置。外霧化噴嘴2出口呈喇叭狀，噴霧呈扇面。 傾斜設(shè)的導(dǎo)電嘴14的軸心線與中心拉瓦爾噴嘴15的軸心線在擋弧罩1的出口中心位置相 交匯，嵌裝的導(dǎo)電嘴14內(nèi)部連接有通向絕緣槍體8后端部的導(dǎo)電管9，導(dǎo)電管9上套裝有 由夾緊螺栓13固定的導(dǎo)電塊10，導(dǎo)電管9上有布置成弧形的3個(gè)獨(dú)立作為霧化氣流的出 入口的霧化氣孔21，如圖4所示。導(dǎo)電管9的尾部設(shè)有送絲管接頭11，絕緣槍體8后端 面中部嵌裝有安裝接頭12，絕緣槍體8的底部設(shè)有與中心拉瓦爾噴嘴15相連通的第一路 進(jìn)氣接頭16，并設(shè)有與內(nèi)霧化噴嘴3上下對(duì)應(yīng)的環(huán)形氣室氣孔18相連通的第二路進(jìn)氣接 頭17。附圖3所示為霧化空氣在噴槍內(nèi)部的傳遞過程，霧化氣流是二進(jìn)四出的多次霧 化。第一路進(jìn)氣的氣管將壓縮空氣從控制閥引到第一路進(jìn)氣接頭16，第一路進(jìn)氣的主氣 流I-①從中心拉瓦爾噴嘴15出來，氣流得到加速，高速氣流吹向熔融的金屬液滴，帶動(dòng) 熔滴向前飛行，第一路進(jìn)氣的旁路氣流I-②通過導(dǎo)電管9的氣孔使導(dǎo)電管獲得冷卻和初 次壓縮弧束的氣流。第二路進(jìn)氣的主氣流II-③以一種環(huán)形氣罩的方式吹向電弧區(qū)使噴涂 射流獲得第二次加速，第二路進(jìn)氣的旁路氣流II-④通過外霧化噴嘴2上左右對(duì)稱的孔20 對(duì)噴涂射流起到壓縮和扁化的作用。多路霧化氣流最終將熔融的噴涂粒子霧化成一個(gè)扇 形射流束，噴向清潔的工件基體表面，形成電弧噴涂層。兩路壓縮空氣進(jìn)氣通道各自獨(dú) 立進(jìn)行控制，有利于調(diào)節(jié)兩路進(jìn)氣的壓力和流量，第一路進(jìn)氣通道通過槍體中心孔分流 到中心拉瓦爾噴嘴15和導(dǎo)電管9氣孔，第二路進(jìn)氣通道通過槍體上下兩個(gè)與內(nèi)霧化噴嘴3 上對(duì)應(yīng)的孔18進(jìn)入內(nèi)霧化噴嘴3外表面與噴嘴架4所形成的環(huán)形氣室19并分流進(jìn)入外霧 化噴嘴2的中心孔和左右兩組氣孔，最后形成四次霧化氣流作用于金屬噴射束流。第一 路進(jìn)氣的主氣流I-①通過中心拉瓦爾噴嘴15獲得加速，使噴涂粒子獲得往前高速飛行的 動(dòng)力，第一路進(jìn)氣的旁路氣流I-②通過導(dǎo)電管9的氣孔使導(dǎo)電管獲得冷卻和初次壓縮弧 束的氣流。第二路進(jìn)氣的主氣流II-③以一種環(huán)形氣罩的方式吹向電弧區(qū)使噴涂射流獲得 第二次加速，第二路進(jìn)氣的旁路氣流II-④通過外霧化噴嘴2上左右對(duì)稱的孔20對(duì)噴涂射 流起到壓縮和扁化的作用。設(shè)置的外霧化噴嘴完整地包圍住第一次和第二次霧化氣流， 對(duì)其進(jìn)行壓縮，噴涂射流通過該噴嘴的中心孔再次加速后噴射而出。噴涂時(shí)將兩根絲材從送絲機(jī)出來后，通過與送絲管接頭11相連的柔性送絲管 進(jìn)入噴槍絕緣槍體8尾部，再向前就進(jìn)入了槍體內(nèi)部，兩根絲材各自穿過送絲管接頭后 進(jìn)入導(dǎo)電管9、導(dǎo)電嘴14后逐漸相互接近，在外霧化噴嘴2的前部接觸產(chǎn)生電弧。噴涂所 用的直流電是靠兩組直流電纜與大功率噴涂電源的正負(fù)極連接，將直流電流通過電纜另 一端的兩組銅導(dǎo)電鼻子分別引入噴槍上的銅質(zhì)的導(dǎo)電塊10的接線柱上，通過夾緊螺栓13 將導(dǎo)電管9緊緊抱住，由于接觸面積大，此處在高達(dá)600A的電流連續(xù)工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生多 大的熱量。絲材獲得電流主要是靠絲材在導(dǎo)電管9內(nèi)與導(dǎo)電管內(nèi)壁的摩擦接觸來導(dǎo)電。 兩根分別帶正負(fù)電的絲材在噴嘴前部接觸短路起弧，使金屬絲材熔化。兩根金屬絲材在 噴槍前部短路產(chǎn)生電弧將絲材熔化后，靠霧化氣流給熔化粒子提供高速射流的動(dòng)能，使 噴涂層與基體結(jié)合良好。
權(quán)利要求1.一種高效多霧化電弧噴槍，其特征在于它包括絕緣槍體(8)、套裝在絕緣槍體 (8)前端外圓上的連接盤(7)，絕緣槍體(8)的前端面上嵌裝有中心拉瓦爾噴嘴(15)和傾 斜設(shè)嵌裝在中心拉瓦爾噴嘴(15)兩側(cè)的導(dǎo)電嘴(14)，并套裝有固定在絕緣槍體(8)前端 面上的錐形內(nèi)霧化噴嘴(3)，內(nèi)霧化噴嘴(3)的外部套裝有固定在連接盤(7)上的噴嘴架 (4)，內(nèi)霧化噴嘴(3)與噴嘴架⑷之間間隔形成一環(huán)形氣室(19)；噴嘴架(4)的前端設(shè) 有外霧化噴嘴(2)，外霧化噴嘴(2)的前端設(shè)有套裝在其上的擋弧罩(1)，外霧化噴嘴(2) 的端面上設(shè)有通氣孔(20)，傾斜設(shè)的導(dǎo)電嘴(14)的軸心線與中心拉瓦爾噴嘴(15)的軸心 線在擋弧罩(1)的出口中心位置相交匯，嵌裝的導(dǎo)電嘴(14)內(nèi)部連接有通向絕緣槍體(8) 后端部的套裝的導(dǎo)電塊(10)的導(dǎo)電管(9)，導(dǎo)電管(9)的尾部設(shè)有送絲管接頭(11)，絕 緣槍體(8)后端面中部嵌裝有安裝接頭(12)，絕緣槍體(8)的底部設(shè)有與中心拉瓦爾噴嘴 (15)相連通的第一路進(jìn)氣接頭(16)，并設(shè)有與內(nèi)霧化噴嘴(3)上下對(duì)應(yīng)的環(huán)形氣室氣孔 (18)相連通的第二路進(jìn)氣接頭(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效多霧化電弧噴槍，其特征在于所述的導(dǎo)電管(9)上有 布置成弧形的3個(gè)獨(dú)立作為霧化氣流的出入口的霧化氣孔(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效多霧化電弧噴槍，其特征在于所述外霧化噴嘴(2)端 面上的通氣孔(20)至少有2個(gè)，對(duì)稱布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效多霧化電弧噴槍，其特征在于所述外霧化噴嘴(2)出 口呈喇叭狀。
專利摘要一種高效多霧化電弧噴槍，包括絕緣槍體、連接盤，中心拉瓦爾噴嘴、導(dǎo)電嘴、錐形內(nèi)霧化噴嘴、噴嘴架、環(huán)形氣室、外霧化噴嘴、擋弧罩，外霧化噴嘴的端面上設(shè)有通氣孔，導(dǎo)電嘴的軸心線與中心拉瓦爾噴嘴的軸心線在擋弧罩的出口中心位置相交匯，嵌裝的導(dǎo)電嘴內(nèi)部連接有通向絕緣槍體后端部的套裝的導(dǎo)電塊的導(dǎo)電管，導(dǎo)電管的尾部設(shè)有送絲管接頭，絕緣槍體后端面中部嵌裝有安裝接頭，絕緣槍體的底部設(shè)有與中心拉瓦爾噴嘴相連通的第一路進(jìn)氣接頭，通過一兩路進(jìn)氣分成四次霧化氣流的高效多霧化電弧噴槍，改變霧化氣流場(chǎng)和流速，使霧化氣流場(chǎng)合理分布，提高了噴涂粒子的射流速度和霧化效果，使霧化粒子更細(xì)小更均勻，降低了涂層孔隙率，獲得更大噴涂幅寬。
文檔編號(hào)C23C4/00GK201801572SQ20102056243
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者康壯蘇, 易春龍, 田明明 申請(qǐng)人:江蘇中礦大正表面工程技術(shù)有限公司