[发明专利]宽带电弧粉末熔覆枪

说明书

技术领域

本发明涉及一种电弧粉末熔覆枪，特别涉及一种宽带电弧粉末熔覆枪。

背景技术

目前，激光熔覆是最有效的熔覆方法之一，但由于激光熔覆成本高，一台20KW的设备需投资150万元左右，生产效率低，不适合大批量的自动化生产，因此目前推广应用受到限制。电弧熔覆是在激光熔覆的基础上发展起来的熔覆技术，电弧熔覆在保证熔覆层质量的前提下具有明显的技术经济优势，其电弧温度(6000℃)可以熔化任何熔覆材料，加热速度快，冷却速度快，热影响区范围小而浅，因此获得的熔覆层淬火显微组织细密，平均晶粒度为100纳米，硬度不高而耐磨性可调，结合强度和耐磨性明显高于其它表面处理工艺，不影响零件的热处理状态。电弧粉末熔覆枪是实现电弧熔覆方法的关键设备，而现有的电弧粉末熔覆枪是单枪结构，其熔覆的带宽比较窄，如果要对面积大的缺损部位进行修复，则要相对被修复件来回移动或摆动或旋转，如此，工作效率比较低，而且两次动作的结合部位，有重叠熔覆的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽带电弧粉末熔覆枪，该宽带电弧粉末熔覆枪一次熔覆的宽度比单枪熔覆枪的熔覆宽度大，工作效率较高。

本发明是由数根钨电极、冷却水套、电极夹套、非转移弧电源、转移弧电源、高频引弧器构成，数根钨电极垂直位于冷却水套的中间，数根钨电极由电极夹套固定并并排排列，数根钨电极之间绝缘刚性连接，钨电极的底端与冷却水套之间形成喷嘴，钨电极与冷却水套之间形成的空间为惰性气体输送室，该惰性气体输送室接收惰性气体，该惰性气体输送室与喷嘴连通，每根钨电极的侧边设置有金属粉末输送通道，该金属粉末输送通道与上方的金属粉末输送器连通，输送金属粉末的气体为惰性气体，该惰性气体与惰性气体输送室内的惰性气体相同，每根钨电极分别与非转移弧电源、转移弧电源、高频引弧器电连接，转移弧电源的另一极与被修复件电连接，冷却水套内灌装有循环冷却水，每根钨电极内也灌装有循环冷却水。

本发明之数根钨电极可以同时工作，也可以单根独立工作。

本发明的有益效果：

1、本发明之带状压缩电弧具有较高的能量密度，电弧温度(6000℃)可以熔化任何熔覆材料，加热速度快，冷却速度快，热影响区范围小而浅。因此获得的熔覆层淬火显微组织细密，平均晶粒度为100纳米，硬度不高而耐磨性可调，结合强度和耐磨性明显高于其它表面处理工艺，不影响零件的热处理状态。本发明可以和激光设备一样实现熔覆材料与基体材料表面同时连续加热，速度快，烧损小，成型好，效率高。从技术适应性角度分析，本发明非常适应通用武器装备机械零件磨损、微裂纹、点蚀等失效形式的修复；由于熔覆工艺具有熔覆层的成分组织可以根据要求进行设计这一独特的技术优势，因此可以针对防海水腐蚀的需求，设计耐磨、耐疲劳、防腐蚀的复合熔覆层。

2、与其它表面处理工艺比较

本发明之熔覆工艺与喷涂、电镀等表面处理工艺比较，最大的优势在于熔覆层与基体金属实现完全的冶金结合，能够承受较大的冲击和交变载荷，耐磨性和耐疲劳性优良，预计延长修复件使用寿命2～4倍。

3、与自动堆焊工艺比较

自动堆焊使修复表面反复加热，热损伤剧烈，材料的疲劳强度下降幅度较大；本发明之熔覆工艺能使材料的热损伤降到最低幅度，疲劳强度基本不下降，延长修复件使用寿命2～4倍，而且热影响区小而浅，熔覆层后续加工量小，而且不需要重新进行处理。对于小尺寸超差的尺寸恢复独具优势，最重要的是熔覆层的成分和组织可以根据修复件的性能要求进行设计和调整。生产效率相近，能适应大批量的自动化生产。一台电弧熔覆设备的成本投入仅占焊接机器人的1/4，但在部分修复领域不能替代焊接机器人，可以相互补充形成高技术维修手段的系统化。

4、所有运动机构、送粉、送气的操作过程均可实现程序自动控制，设备操作简单，便于掌握。

5、熔覆层厚度可以在10微米至4.5毫米之间方便可调，如果是三根钨电极排列使用，其单道熔覆宽度可以达到10至45毫米。

6、金属粉末的利用率高。

7、熔覆、淬火、重溶一次性完成。

8、采用非熔化极的压缩电弧作为热源，既保证熔覆层质量，又要降低成本，是激光熔覆设备投入的1/5。

附图说明

图1为本发明实施例的俯视示意图。

图2为图1中的A-A向剖视示意图。

图3为图1中的B-B向剖视示意图。

图4为本发明的工作原理示意图。

具体实施方式