Распыляющая металлизационная головка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 787049 51)5 В 05 В 7/22 НИЕ ИЗОБРЕТЕ ПИ ПАТЕН лурги кии ко, В,П. Сем кии инсллургичетво ССС , 1981. тво ССС , 1971,ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОЧСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(56) Авторское свидетельсМ 990322, кл, В 05 В 7/22Авторское свидетельсВ 683807, кл, В 05 В 7/22 Изобретение относится к устройствам для нанесения металлизационных покрытий на поверхности детали машин путем электро- дуговой металлиэации, в частности распыли- тельным системам электрометаллизаторов, и может быть использовано преимущественно в стандартных стационарных электродуговых металлизаторах, выпускаемых отечественной. промышленностью в настоящее время, таких как Э М, Э М.Известна распыляющая головка металлизатора с насадкой на сопла, Насадка выполнена с конфузорно-диффузорным соплом, причем отношение величины выходного и критическою диаметров сопла выбрано равным 1,029,1,034,Недостатком данной распылительной. головки является то, что не учтено влияние электродов на структуру и свойства распыляющего потока, что приводит к снижению(54) РАСПЫЛЯЮЩАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИОННАЯ ГОЛОВКА(57) Изобретение относится к устройствам для нанесения металлизационных покрытий на поверхности деталей машин путем электродуговой металлизации и может быть использовано преимущественно в стандартнь 1 х электродуговых металлизаторах для повышения качества покрытия. Сущность изобретения: насадка установлена с возможностью осевого перемещения.,Боковые отверстия выполнены в виде пазов, удлиненных до выходного торца насадки. При этом отношение внутреннего диаметра насадки к диаметру сопла составляет от 1,5 до 2,5, 2 ил. ии качества напыляемого покрытия за счет по-терь электродного материала в процессе 1 металлизации, аВ качестве прототипа использованараспылительная головка, снабженная водоохлаждающей цилиндрической насадкой, которая содержит корпус металлизатора направляющие трубки, сопло, воздушную СР трубку, Цилиндрическая насадка состоит изФь полого, цилиндрической формы корпуса, за- сО полняемого водой, и подводящего и отводя. ) ,.щего патрубков, Она устанавливается стационарно в распмляющей головке метал-лизатора и оказывает формирующее (обжи-, мающее) воздействие на сформированный впроцессе распыления электродов двухфазный поток, состоящий из распыляемых частиц и распыляющеготаза. Это обеспечивает уменьшения пятна распыла в процессе электродугового найыленгия.Недостатком известной распыляющей головки является то, что формирующая двухфазный поток насадка устанавливается в головке стационарно и обеспечивает единственный, заранее заданный диаметр пятна распыла, Для увеличения или уменьшения пятна распыла необходимазамена насадки,что вызывает значительные трудности на практике. Формирующая насадка оказывает воздействие на распыляющий поток, вызывая дополнительное сопротивление и снйжая энергетические свойства этого потока, В связи с тем, что формирующая часть насадки расположена в зоне функционирования высокотемпературной электрической дуги, возникает необходимость водяного охлаждения, что в свою очередь, усложняет конструкцию металлизатора, требует применения дополнительного оборудования для койтроля давления и расхода воды, ограничивает маневренность металлизатора и воз 1,мокность его применения в полевых условиях (при отсутствии стационарнь 1 х систем снабжения водой). Кроме того, при указанном выше расположении йасадки возможно налипание частиц распь 1 ляемого материала на ее внутреннюю поверхность, что приводит к искажению цилиндрической формы, получению отверстия искаженной формы и к аналогичному искажению формы двухфазного потока и получению пятна распыле непредсказуемой формы, Это требует периодического удаления образующего слоя на внутренней поверхности насадка и отрицательно влияет на энергию распыляю- щего потока и качество напыляемого слоя, В рассматриваемой конструкции распыли- тельной головки не учтено влияние возмущений в виде электродных проволок на формирование распыляющей струи. Известно, что при наличии в потоке газа шара или цилиндрического тела с противоположной направлению потока стороны создается область завихрения с изменением характера потока, его скорости и давления.Цель изобретения - повышение качества покрытий.Цель достигается благодаря тому, что в распыляющей металлизационной головке, содержащей корпус металлизатора, направляющие трубки, воздушную трубку и цилиндрическое сопло, на сопле соосно с возможным перемещением установлена насадка с двумя сквозными боковыми пазамй, которая препятствует раздвоению струи. а отношение внутреннего диаметра насадки к диаметру сопла составляет 1,5 - 2,5.При исследовании воздушной распыляющей струи и влияния возмущений в виде проволок при электродуговой металлизации было установлено, что воздушный поток, выходящий из сопла как бы "разрывается" двумя сходящимися проволоками на два независимых потока. Данное обстоятельство и является одной из причин, что воздушная распыляющая струя имеет большой угол раскрытия, В результате происходит торможение слоев струи о воздух окружающей среды, Энергия струи при этом снижается,Данное утверждение подтверждается прифотосъемке воздушной распыляющей струи с частицами жидкого металла.Результаты исследований показывают,что дуга функционирует стабильно при на личии минимального зазора между электродами, не превышающего 0,1 - 0,3 мм. При увеличении зазора более 0,5 мм процесс прекращается - дуга "сдувается" потоком сжатого воздуха.20 Как показали проведенные исследования, применение насадки целесообразно при 1,11,8, где Ь - ширина паза вс Ь с. бэнасадке, мм, дэ - диаметр применяемой 25 Ьпроволоки, Если соотношение -1,1, тобэпроволока ходит в пазе насадки очень туго, что создает дополнительные трудности в непрерывной подаче проволоки - для стабиль ности процесса металлизации, Присоотношении1,8 электродные провоЬг 4локи болтаются в пазах насадки, то есть нет фиксации в горизонтальной плоскости, а З 5 следовательно точка соприкосновенияпроволок может смещаться в процессе металлизации, что отрицательно сказывается на стабильности процесса подсоса воздуха, 40 Оптимальное соотношение 1,5-2,5,онсгде дн - внутренний диаметр насадки, мм, дс - диаметр сопла, мм, При соотношеоннии с1,5 в процессе функционироосвания электрической дуги происходит налипание жидких частиц металла на внутренние стенки насадки, что отрицательно сказывается на формировании распыляющей струи и в конечном счете на качестве получаемого покрытия. При соотношении днйс 2,5 процесссужения и концентрации распыляющей металлизационной струи не наблюдается, в этом случае нет необходимостиприменения керамической на садки.Учитывая, что насадка с двумя пазамизакреплена соосно с цилиндрическим соплом, она может перемещаться вдоль этой оси. Гаким образом, перемещение насадкивдоль оси сопла позволяет управлять величиной пятна распыла,На фиг, 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - сечение А-Адна фиг, 1.Распыляющая металлизованная головка содержит корпус 1 металлизатора, токоподводы 2, нап равляющие трубки 3, медныеколпачки 4, цилиндрическое.сопло 5, насадку 6.Новым элементом распылительной головки является керамическая насадка 6,представляющая собой керамическую цилиндрическую трубку с внутренним диаметром 1014 мм и наружным диаметром1520 мм, Содноготорца насадки имеются 15два сквозных паза шириной 2,62,8 мм(ширина паза определяется диаметромприменяемой проволоки, например, при использовании проволок диаметром 1,21,6мм ширина паза может быть 1,4.1,8 мм, 20длиной 50 мм, Насадка 6 крепится на цилиндрическое сопла, при этом соблюдается соосность сопла и насадки с учетом того,чтобы пазы насадки 6 были в горизонтальной плоскости и в них свободно входили. 25электродные проволоки. Точка пересеченияпроволок должна находиться внутри или на .выходе из насадки и на оси сопла,Предлагаемое устройство используетсяследующим образом. 30Через токоподводы 2 и медные колпачки 4 подается ток на электродные проволо-.ки, которые находятся в направляющихтрубках 3, в момент зажигания дуги междуэлектродными проволоками сжатый воздух 35под давлением 0,50,6 МПа подается в сопло 5, после чего попадает в насадку 6, гдеи происходит формирование, деформирование (концентрация распыляющей струи счастицами жидкого металла, который абразовался в результате плавления электродных проволок под действием электрическойдуги, Поток воздуха в насадке подхватываети транспортирует частицы жидкого металла с торцов электродов и на выходе из нее формируется концентрированная двухфазная струя, которая и транспортирует жидкие частицы до металлизируемой поверхности. Путем соударения металлизированных частиц с напыляемой поверхностью происходит формирование покрытия.Применение распылительной металлизированной головки с керамической насадкой позволяет использовать любые диаметры проволок, в том числе и порошковые, которые отличаются от сплошных большей хрупкостью и жесткостью; сохраняя энергйю воздушной струи, "сжать", сконцентрировать поток воздуха и жидкого металла почти до цилиндрической формы; измельчать частицы жидкого металла, что способствует получению мелкозернистой структуры напыленного покрытия; увеличить прочность сцепления наносимого покрытия на 10155 за счет того, что дуга находится в замкнутом пространстве (внутри насадки), чем обеспечивается более интенсивное протекание металлургических и роцессов; сократить площадь электродуговых металлизаторов; сократить потери на 20 распыляемого электродного металла без изменения энергии струи.Формула изобретения Распыляющая металлизационная головка, содержащая корпус металлизатора, направляющие трубки для электродных проволок, воздушную трубку с соплом, выполненным цилиндрическим. на котором соасно установлена насадка с двумя сквозными боковыми отверстиями, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества покрытия, насадка установлена с возможностью осевого перемещения, а боковые отверстия выполнены в виде пазов, удлиненных до выходного торца насадка, причем отношение внутреннего диаметра насадки к диаметру сопла составляет от 1,8 до 2,5.1787049 Составитель О. ПозднякоТехред М.Моргентал ожко едакт Корректор А. Мо Заказ 262 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5ГКНТ ССС оизводственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101