[发明专利]热丝电弧喷涂装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热丝电弧喷涂装置，属于热加工技术领域。

背景技术

近年来，表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展，提高了工件的使用寿命。目前热喷涂技术中应用比较广泛的是电弧喷涂技术。电弧喷涂是利用两根形成涂层材料的消耗性电极丝之间产生的电弧为热源，加热熔化消耗性电极丝，并被压缩气体将其雾化和喷射到基体上，形成涂层的热喷涂方法。因其具有效率高、成本低、操作安全简便、涂层结合强度高和适宜现场原位大面积施工等优点，在国内外得到普遍的重视。在电弧喷涂时，电压增加会使金属粒子的尺寸有某些增加，造成金属粒子的严重氧化。工作电流的大小，在一定情况下决定电弧喷涂的生产率，喷涂电流与喷涂生产率是成正比的。但是，常规电弧喷涂的电流不能过大，喷涂电流过大，涂层韧性以及结合强度降低，涂层质量降低。

目前常用的电弧喷涂原理如图1所示。

电源的正极接输出滤波电感的第一端，输出滤波电感的第二端接喷涂枪的第一端，电源的负极接喷涂枪的第二端。

喷涂时，两根丝状金属喷涂材料（喷涂丝材）通过送丝装置均匀连续的分别送进电弧喷涂枪中的两个导电嘴内，两个导电嘴分别接电源的正负极并保证两根喷涂丝材在未接触前的可靠绝缘。当两根金属丝材端部由于送进而相互接触时,发生短路而产生电弧，使丝材端部瞬间熔化，接着在外加压缩空气的吹力作用下使熔化的喷涂材料破碎雾化，在压缩空气作用下喷涂粒子被加速，当具有一定速度和温度的喷涂粒子到达基材表面时，喷涂粒子以一定的动能冲击基材表面，在产生碰撞的瞬间，粒子的动能和大部分热能被基体以热的形式传走，粒子与基材的表面紧密接触产生变形，并迅速冷凝而收缩，呈扁平状粘结在基材上。接之而来的粒子连续不断地冲击基材表面或在其上堆积并产生上述过程，粒子与基材表面之间和粒子与粒子之间就会相互交错地粘结在一起而形成电弧喷涂层。

电弧喷涂时，当喷涂电流或者电弧电压过大时，会导致涂层平均晶粒度增大，韧性以及结合强度降低，使得喷涂效率降低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种热丝电弧喷涂装置，在每根喷涂丝材上增加了一个导电嘴，并且在每根喷涂丝材的两个导电嘴接上稳定的直流电源，通过附加电流预先加热填充丝材，以提高喷涂丝材的熔化速度，增加熔敷金属量。与传统的电弧喷涂装置相比，本发明可以在不提高电流或者电压情况下，可以使喷涂丝材的熔化量更多，在获得较好的涂层质量的同时，提高喷涂的效率。本发明采用的技术方案是：

一种热丝电弧喷涂装置，包括热丝喷涂枪，所述热丝喷涂枪包括供第一喷涂丝材送入的第一导电嘴、供第二喷涂丝材送入的第二导电嘴，所述热丝喷涂枪还包括供第一喷涂丝材送入的第三导电嘴和供第二喷涂丝材送入的第四导电嘴；所述热丝电弧喷涂装置还包括第一恒流源、第二恒流源和恒压源。所述第一恒流源的两个输出端分别连接第一导电嘴和第三导电嘴，与送入第一导电嘴和第三导电嘴间的第一喷涂丝材一起构成电流回路，对送入的第一喷涂丝材进行预热；所述第二恒流源的两个输出端分别连接第二导电嘴和第四导电嘴，与送入第二导电嘴和第四导电嘴间的第二喷涂丝材一起构成电流回路，对送入的第二喷涂丝材进行预热；所述恒压源的两个输出端分别连接第一导电嘴和第二导电嘴，提供产生电弧的电压和电流。

进一步地，所述第一恒流源包括第一可调电流输出电路、第一功率开关管驱动电路、第一电源电流反馈滤波电路、核心控制电路；所述第一可调电流输出电路的两个输出端分别连接所述第一导电嘴和第三导电嘴，与送入第一导电嘴和第三导电嘴的第一喷涂丝材构成输出回路；从第一可调电流输出电路的输出回路中采样热丝喷涂枪第一导电嘴和第三导电嘴的电流反馈信号，并经过第一电源电流反馈滤波电路滤波后，发送至核心控制电路；核心控制电路将采样的电流反馈信号与预设参数进行比较，并通过第一功率开关管驱动电路控制所述第一可调电流输出电路中的功率开关管的导通和关断，从而使得第一可调电流输出电路输出预热第一喷涂丝材所需的附加电流。

更进一步地，所述第一可调电流输出电路的输出回路中设有电流传感器LEM3，所述电流传感器LEM3采样第一可调电流输出电路的输出电流并将电流发馈信号发送给第一电源电流反馈滤波电路进行滤波。