[发明专利]粗大硬金属颗粒内注射焊枪以及相关的组合、系统和方法

权利要求书

1.一种内注射粗大颗粒的等离子弧焊枪喷嘴，包括：

耐热喷嘴体；

至少一个粗大硬金属颗粒的内注射端口；

至少一个微小硬金属颗粒和基体的内注射端口；

至少一个气体端口；以及

阴极；

其中，所述至少一个粗大硬金属颗粒的内注射端口、所述至少一个微小硬金属颗粒和基体的内注射端口以及所述至少一个气体端口都位于所述内注射粗大颗粒的等离子弧焊枪喷嘴的一面上。

2.如权利要求1所述的内注射粗大颗粒的等离子弧焊枪喷嘴，还包括从以下组成的组中选择的元件：阴极保持装置，等离子气体，保护气体，粗大颗粒和微小颗粒供给气体，冷却系统，喷嘴冷却系统以及它们的结合。

3.如权利要求1所述的内注射粗大颗粒的等离子弧焊枪喷嘴，其中所述耐热喷嘴体包括从以下组成的组中选择的成分：铜，钛和它们的任意组合。

4.一种用于对井下工具进行耐磨堆焊的系统，包括：

等离子弧焊喷嘴，所述等离子弧焊喷嘴包括：

耐热喷嘴体，

至少一个粗大颗粒的内注射端口，

至少一个微小硬金属颗粒和基体的内注射端口，

至少一个气体端口，和

阴极；

其中，所述至少一个粗大硬金属颗粒的内注射端口、所述至少一个微小硬金属颗粒和基体的内注射端口以及所述至少一个气体端口都位于所述内注射粗大颗粒的等离子弧焊枪喷嘴的一面上；

粗大硬金属颗粒漏斗；

微小硬金属颗粒和基体漏斗；

机器人臂；

可操纵的基底支撑工作台；

电源；以及

计算机控制系统。

5.如权利要求4所述的用于对井下工具进行耐磨堆焊的系统，还包括从以下组成的组中选择的元件：阴极保持装置，等离子气体，保护气体，粗大颗粒和微小颗粒供给气体，冷却系统，喷嘴冷却系统以及它们的结合。

6.如权利要求4所述的用于对井下工具进行耐磨堆焊的系统，其中所述计算机控制系统是CAM系统。

7.一种井下工具，包括：

所述井下工具的至少一个表面；

耐磨堆焊层，所述耐磨堆焊层由所述井下工具的表面上的焊接沉积物形成，所述焊接沉积物通过如权利要求1所述的内注射粗大颗粒的等离子弧焊枪喷嘴施加，所述焊接沉积物还具有散布在所述焊接沉积物内的多个粗大硬金属颗粒和基体；

其中至少一种粗大硬金属颗粒具有2000微米到250微米的尺寸范围。

8.一种井下工具，包括由所述井下工具的表面上的焊接沉积物形成的耐磨堆焊层，所述焊接沉积物通过如权利要求1所述的内注射粗大颗粒的等离子弧焊枪喷嘴施加，其中所述焊接沉积物具有多个微小硬金属颗粒，所述微小硬金属颗粒具有250微米到10微米的尺寸范围，所述焊接沉积物还具有散布在所述焊接沉积物内的多个粗大硬金属颗粒和基体，其中至少一种粗大硬金属颗粒具有2000微米到250微米的尺寸范围。

9.如权利要求8所述的井下工具，其中至少一种粗大硬金属颗粒和/或至少一种微小硬金属颗粒包括从以下组成的组中选择的成分：金属硼化物，金属碳化物，金属氧化物，金属氮化物和它们的组合。

10.如权利要求8所述的井下工具，其中至少一种粗大硬金属颗粒和/或至少一种微小硬金属颗粒包括从以下组成的组中选择的成分：钨，铸造碳化钨，渗碳碳化钨，粗晶碳化钨，烧结碳化钨，氮化钨，硅化钨，硼化钨以及它们的组合。

11.如权利要求8所述的井下工具，其中至少一种粗大硬金属颗粒和/或至少一种微小硬金属颗粒包括从以下组成的组中选择的成分：碳，铌，钒，钼，硅，钛，钽，钇，锆，铬，硼，其硼化物，其碳化物，其氮化物，其硅化物和它们的组合。

12.一种井下工具，包括由所述井下工具的表面上的焊接沉积物形成的耐磨堆焊层，所述焊接沉积物通过如权利要求1所述的内注射粗大颗粒的等离子弧焊枪喷嘴施加，其中，所述焊接沉积物具有散布在所述焊接沉积物内的多个粗大硬金属颗粒和基体，其中至少一种粗大硬金属颗粒具有2000微米到250微米的尺寸范围，至少一种粗大硬金属颗粒通过处于每个大的硬金属颗粒的总重量的百分之三与百分之五之间的范围内的粘合材料部分地形成。