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电弧喷涂技术
电弧喷涂技术是 80年代兴起的热喷涂技术,应用领域非常广泛,受到许多部
门的重视。虽然国外从 60年代就开始推广电弧喷涂技术,但真正广泛用于工业领
域也是 80年代才开始。我国开始推广电弧喷涂技术是 90年代初期,从 1996年以后
才受到各地政府及大型国家重点工程的重视。如三峡工程、广船国际、港口各种
储罐、电力工程铁塔等等。
一、 电弧喷涂原理
电弧喷涂是以电弧为热源,将熔化的金属丝用高速气流雾化,并以高速喷到
工件表面形成涂层的一种热喷涂工艺。喷涂时,两根丝状金属喷涂材料用送丝装
置通过送丝轮均匀、连续地分别送进电弧喷枪中的两个导电嘴内,导电嘴分别连
接电源正负极,并保证两根金属丝之间在未接触之前绝缘。当两根金属丝端部相
互接触时产生短路而形成电弧,时金属丝端部瞬间熔化,此时利用压缩空气把熔
化的金属雾化,形成金属微熔滴,以很高的速度喷射到工件表面上,产生金属涂
层。
二、 电弧喷涂的技术特点
a) 电弧喷涂的优点突出表现在其涂层所能达到的高强度和优异的涂层性能。
应用电弧喷涂技术,可以在不提高工件表面温度、不使用贵重打底材料的情况下
获得高的结合强度。 一般电弧喷涂的结合强度可以达到 20MPa以上是氧乙炔火焰喷
涂的4~6倍。最近大庆某工程公司在为国家某重点工程投标时,专门测验了电弧喷
涂的结合强度。用Φ 40的 Q235圆钢,切断后将两个断面磨平,经过喷砂处理,使
粗糙度达到 Sa2.5 级以上,然后将其中一个断面用电弧喷涂方式喷锌,厚度为
0.10~0.15mm,将另一个断面涂上强力胶水,与喷锌层断面相粘结,等胶水完全干
燥后上拉力试验机,测得结果为:共用 10根圆钢试样,平均结合强度为 13.7 吨,
最小的为 10.6 吨,最大的为 15.2 吨,也就是平均结合强度为 21.8MPa,最小的为 16.9
MPa,最大的为 24.2 MPa。由于锌涂层属于比较软的涂层,其结合强度要低于不锈
钢等硬质金属。
b) 电弧喷涂的高效率表现在单位时间内喷涂金属的重量大。 电弧喷涂的生产
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率与电弧电流成正比,以喷涂锌涂层为例,当喷涂电流为 200A 时,每小时可喷涂
30Kg,喷铝或不锈钢也可达到 20Kg。这要比氧乙炔火焰喷涂提高 5~6倍。河南防腐
集团公司在大连为油罐内外表面喷涂铝涂层时,仅用 2个多月的时间,从施工组织
到工程验收完毕,利用 2台 CMD-AS3000型电弧喷涂设备每天工作 10~12小时,总喷
涂面积达到 10000平方米,喷涂厚度为 0.5mm。
c) 电弧喷涂的能源利用率明显高于其他喷涂方法,节能效果十分突出。电弧
喷涂的能源利用率可达 57%,而氧乙炔火焰喷涂的能源利用率为 13%,等离子喷涂
为12%。
d) 电弧喷涂是十分经济的热喷涂方法,能源利用率高,节能效果明显,其额
定功率为 12KVA,通常使用的电压为 30~37V,电流为 180~220A,每小时耗电仅为
5.4~8.1 度,喷锌30Kg时,每公斤耗电只有 0.18 度;喷铝或不锈钢时也只有 0.4 度。
e) 电弧喷涂只使用电和压缩空气,不用氧气、乙炔气等易燃气体,安全性很
高。
三、电弧喷涂设备
电弧喷涂设备系统由电弧喷枪、控制箱、电源、送丝机构等组成,另外,电
弧喷涂需要使用压缩空气,因此,其辅助设备还应包括空气压缩机,有条件的应
为空压机配备油水分离器、储气罐、空气干燥机等设备。
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1 、电源
电弧喷涂设备的电源通常采用变压器—整流器式直流电源,以硅二极管作整
流器元件,称作硅整流电源。硅整流电源结构简单
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