Електродуговий розпилювач металу

Изобретение относится к конструкции электродуговых распылителей, используемых в составе переносных или стационарных установок для напыления металлических покрытий, в частности, антикавитационных покрытий на детали цилиндрической формы типа гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Поскольку указанные изделия являются весьма ответственными деталями ДВС, во многом определяющими их надежность, и изготавливаются в массовом порядке, распылители должны обеспечивать выполнение двух трудно совместимых требований, а именно: надежную работу распылителя, определяемую прежде всего временем непрерывной его работы, и минимально возможные удельные энергозатраты электроэнергии, с одной стороны, и стабильное качество покрытия, гарантируемое при формировании его частицами диаметром 50... 120 мкм, с другой стороны. Известен электродуговой распылитель для металлизации, содержащий корпус, в котором под углом друг к другу установлены изолированные наконечники с осевыми каналами для подачи электродной проволоки. Между наконечниками в одной с ними плоскости расположено сопло, ориентированное по биссектрисе угла между наконечниками и подключенное к источнику сжатого воздуха . Наконечники подключены к сварочному источнику питания [1]. При таком взаиморасположении средств подачи проволоки и газового сопла поток распыляющего газа пересекает дугу, обдувая ее поперек по всей ширине. Как результат, процесс напыления характеризуется двумя негативными факторами - нестабильным горением дуги в потоке и низкой скоростью истечения газа из сопла. Данные факторы являются препятствием для формирования покрытия частицами диаметром 50...120 мкм и снижения удельных энергозатрат при напылении. Прототипом предложенного устройства является электродуговой распылитель металла [2], содержащий корпус с внутренней камерой, переходящей в сопловой канал для подачи распыляющего газа, два закрепленных в корпусе изолированных один от другого токоподводящих наконечника с каналами для прохода электродной проволоки, один из которых установлен коаксиально внутренней камере корпуса на продолжении геометрической оси соплового канала, а второй размещен под углом 20...80° к указанной оси. Однако из описания работы данного распылителя видно, что максимальное содержание частиц диаметром 50...120 мкм достигается при заглублении очага горения дуги в сопло аппарата. При этом в процессе работы распылителя происходит механическая и термическая эрозия внутренней поверхности сопла и в результате стойкость сопла не превышает обычно 6..8 часов. Кроме того, как показали эксперименты, проведенные нами, для получения порошка со 100-процентным содержанием частиц диаметром 50.. 120 мкм процесс распыления нержавеющей стали нужно проводить при напряжении на дуге Uд = 75…В, тогда как непрерывность горения дуги достигается при Uд =36 В, т.е. для получения частиц диаметром 50...120 мкм, следует увеличивать удельный расход электроэнергии на единицу массы распыленного металлического порошка. В основу изобретения поставлена задача создания конструкции распылителя с высокой надежностью работы и с низкими удельными энергозатратами при напылении путем изменения газоприемной камеры корпуса распылителя. Поставленная задача решена тем, что в электродуговом распылителе металла, содержащем корпус, два закрепленных в корпусе изолированных один от другого токоподводящих наконечника с каналами для прохода электродной проволоки, один из которых закреплен соосно с корпусом, а другой - под углом 20...80°С к указанной оси, сопло и штуцер для подачи распыляющего газа, согласно изобретению, в камере корпуса эквидистантно к ее стенкам установлена перфорированная перегородка, внутренняя полость которой непосредственно переходит в сопловой канал и оборудована запальником, а полость между стенкой камеры корпуса и перфорированной перегородкой подключена к источнику горючей газовой смеси как основы распыляющего газа. Изобретение поясняется чертежом. Электродуговой распылитель металла имеет полый осесимметричный корпус 1 с плоской задней стенкой 2 и конусообразной сужающейся крышкой 3 и центральным сопловым отверстием (каналом). В задней стенке 2 соосно с упомянутым сопловым каналом расположен токоподводящий наконечник 4 с осевым каналом для подачи одного из расходуемых электродов (центрального) в зону его плавления. На крышке 3 установлен второй (боковой) токоподводящий наконечник 5 с осевым каналом для подачи второго (бокового) расходуемого электродав зону плавления. Геометрическая ось канала наконечника 5 наклонена к геометрической оси соплового канала и канала в наконечнике 4 под углом 20...80°. В камере, образованной обечайкой 6, задней стенкой 2 и крышкой 3 корпуса 1, эквидистантно к стенке обечайки 6 установлена перфорированная перегородка 7. Ее внутренняя полость непосредственно переходит в сопловой канал и оборудована запальником 8. Полость между стенкой обечайки 6 и перфорированной перегородкой 7 штуцером 9 подключена к не показанному на схеме источнику горючей газовой смеси. Описанный распылитель работает следующим образом. Электродные проволоки 10 и 11 вводят в осевые каналы центрального 4 и бокового 5 токоподводящих наконечников, которые подключены к сварочному источнику электропитания (на схеме не показан). Через штуцер 9 подают газовоздушн ую смесь, которая, охлаждая перфорированную перегородку 7, попадает во внутреннюю полость корпуса 1. Смесь поджигают запальником 8, подключенным к импульсному источнику электропитания (на схеме не показан). После инициирования горения запальник отключают. Затем включают не показанные на схеме приводы подачи проводок 10, 11. Возбуждение дуги происходит в момент соприкосновения проволок. Дальнейшее горение дуги поддерживают непрерывной равномерной подачей их в зону плавления. Высокотемпературные продукты сгорания, образованные во внутренней полости корпуса 1, ускоряются в сопловом канале крышки 3, дробят расплавленный в дуге металл и уносят его в сторону напыляемой поверхности.