Детонационная установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ 4 ПУБЛИК у 4 В 05 В 7/20 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР В 438215, кл. В 05 В 17/00, 1973.Авторское свидетельство СССР У 605361, кл. В 05 В 7/20, 1976. (54)(57) ДЕТОНАЦИОННАЯ УСТАНОВКА, содержащая ствол с искровой свечой, смеситель газов с клапанами, порошковый дозатор с бункером и клапаном, фотодатчик, закрепленный на стволе, преобразователь сигналов фотодатчика и блок управления, электрическисвязанный с искровой свечой, клапанами смесителя и дозатора, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельювыявления скрытых дефектов покрытиятипа отслоений, несплошностей, онаснабжена переключателем и двухвходовой схемой совпадения, введеннымив электрическую цепь управления клапаном дозатора, причем подвижныйконтакт переключателя связан с клапаном дозатора, один его неподвижныйконтакт соединен с выходом схемысовпадения, а другой неподвижныйконтакт переключателя подключен кблоку управления, при этом одинвход схемы совпадения связан с блоком управления, а другой ее входподключен к преобразователю сигналовфотодатчика.4011034Изобретение относится к техникенанесения покрытий газотермическими методами. Оно может быть использовано в машино-, приборо-, авиа-,станкостроении для напыления покрытий детонационным методом и для контроля их качества.ИзвестнФдетонационная установка,предназначенная для напыления покрытий, содержащая ствол с искровой 10свечой, сообщающиеся со стволом смеситель газов с электромагнитнымиклапанами и порошковый дозатор,блок управления, электрически связанный с клапанами смесителя, дозатором и свечой.При работе этой установки стволпериодически заполняется взрывчатой газовой смесью, поступающейчерез клапаны, в него же загружается порошок напыляемого материалав результате срабатывания доэатора,возбуждается детонация взрывчатойсмеси в стволе с помощью искровойсвечи и напыляется покрытие истекающим из ствола потоком продуктовдетонации, содержащим частицы порошка.Недостатком установки являетсяотсутствие средств контроля качества напыляемых покрытий.Наиболее близкой к описываемомуизобретению является детонационнаяустановка, содержащая ствол с искровой свечой, смеситель газов с клапанами, порошковый дозатор, фотодатчик,35закрепленный на стволе, преобразователь сигналов фотодатчика и блокуправления, электрически связанныйс искровой свечой, клапанами смесителя и доэатора. Кроме того, установка содержит электромагнитное реле, связанное с преобразователем,Перед включением этой установки вначале принудительно возбуждается ре 45ле, соединяя своими контактами блокуправления с исполнительными механизмами - клапанами, дозатором,свечой, Их периодическое срабатывание обеспечивает заполнение стволасмесью и порошком, инициирование50взрывов, напыление покрытия. Приистечении высокотемпературного потока, содержащего порошок, на фото датчик воздействует световое излу.чение. Полученный от датчика электрический сигнал, пройдя через преобразователь, обеспечивает в дальнейшем удержание реле в возбужденном 10 1состоянии. При осечке (пропуске выстрела) или недопустимом уменьшении дозы порошка сигнал от датчика не поступает или резко уменьшается по амплитуде. В этом случае реле обесточивается и установка выключается.Недостатком описанной установки является то, что при ее использовании определяются параметры импульсного высокотемпературного газового потока (что необходимо, но. не достаточно), а качество нанесенного покрытия не контролируется. В тоже время при детонационном напылении покрытий возможно появление в нанесенных слоях скрытых дефектов.Целью изобретения является выявление скрытых дефектов покрытия типа отслоений, несплошностей.Цель достигается тем, что детонационная установка, содержащая ствол с искровой свечой, смеситель газов с клапанами, порошковый дозатор с бункером н клапаном, фото- датчик, закрепленный на стволе, преобразователь сигналов фотодатчика и блок управления, электрически связанный с искровой свечой, клапанами смесителя и дозатора, согласно изобретению снабжена переключателем и двухвходовой схемой совпадения, введенными в электрическую цепь управления клапаном доэатора, причем подвижный контакт переключателя связан с клапаном дозатора, один его неподвижный контакт соединен с выходом схемы совпадения, а другой неподвижный контакт переключателя подключен к блоку управления, при этом один вход схемы совпадения связан с блоком управления, а другой ее вход подключен к преобразователю сигналов фотодатчика.На чертеже приведена схема установки.Детонационная установка содержит ствол 1 с искровой свечой 2, соединенные с ним смеситель 3 газов с клапанами 4,5,6 и порошковый дозатор 7. Установка снабжена также блоком 8 управления, электрически связанным с клапанами 4,5,6 смесителя 3, дозатором 7 и свечой 2. На стволе 1 размещен фотодатчик 9 направленный на поверхность покрываемого изделия, перемещаемого перед дульным срезом. фотодатчик 93 11 электрически связан с преобразователем 10 сигналов, к выходу которого подключен индицирующий прибор 11. Кроме того, установка содержит переключатель 12 и двухвходовую схему 13 совпадения, введенные в электрическую цепь, связывающую блок 8 управления с порошковым дозатором 7. Переключатель 12 установлен таким образом, что его подвижный контакт соединен с дозатором 7, один из неподвижных контактов подключен к выходу схемы 13 совпадения, а другой контакт подсоединен к блоку 8 управления, Один из входов схемы 13 совпадения также подключен к блоку 8 управления, а ее другой вход электрически связан с преобразователем 10 сигнала фотодатчика 9.Описанная детонационная установка работает в двух режимах. Первому режиму, при котором производится напыление покрытий, соответствует положение "а" переключателя 12. Процесс напыпения реализуется следующим образом. При включении блока 8 управления им вырабатываются электрические импульсы, вызывающие периодическое срабатывание клапанов 4,5,6, дозатора 7, свечи 2. Вначале открываются клапа" ны 4 и 6, в результате чего горючее (например водород) и окислитель (кислород) подаются в смеситель 3, где образуется взрывчатая смесь. Затем она поступает в ствол 1, куда с некоторой задержкой по отношению к срабатыванию клапанов 4 и 6 вдувается газопорошковая смесь из дозатора 7 напыляемого материала. Кратковременное включение дозатора 7 также вызывается подачей на него электрического импульса по цепи от блока 8 управления через переключатель 12, находящийся в положении "а". После выключения дозатора 7 закрываются клапаны 4 и б, прекращая подачу горючего и окислителя в смеситель 3. Затем производится продувка смесителя 3 каким-либо нейтральным газом. Это обеспечивается подачей электрического импульса на клапан 5, подсоединенного к газовой магистрали сжатого воздуха или азота. После продувки смесителя 3 и трубки-змеевика, связывающей его со стволом 1, инициируется взрыв смеси путем подачи электрического 03410 4импульса на свечу 2, Образующийсявысокотемпературный поток продуктовдетонации, увлекая частицы порошканапыляемого материала, истекает из 5ствола 1 и воздействуя на поверхЭность изделия, перемещаемого переддульным срезом, формирует на ней единичный слой покрытия. После уменьшения давления продуктов детонациив стволе 1 в него поступает нейтральный газ через открытый клапан5. Затем этот клапан закрывается,а клапаны 4 и 6 открываются и описанный цикл работы устаноъки многократно повторяется, обеспечивая напыление сплошного слоя покрытия наизделие.При детонационном напылении покрытия фотодатчик 9, воспринимая прикаждом взрыве смеси световое излучение от высокотемпературного потока, дает возможность следить застабильностью технологического процесса по показаниям индицирующего д прибора 11. В случае уменьшения количества порошка в продуктах детонации снижается интенсивность свето- .вого излучения от формируемого пятнапокрытия, вызывая уменьшение показаний прибора 11, При стабильной рабо"те установки постоянна и масса разогретого до температуры плавленияи потому интенсивно светящегосяпорошка. В этом случае стабильны ипоказания прибора 11.35 В процессе напыпения покрытийили после этого возможно образование в осажденном слое макродефектов, например несплошностей, отслоений. Причиной этого могут быть 40 внутренние остаточные напряжения,которые накапливаются в покрытиипо мере роста его толщины. Остаточ-,ные напряжения являются результатомбыстрого охлаждения закрепляющихсяна подложке частиц напыляемого материала. Сцепление материалов покрытия и подложки происходит привысокой температуре частиц. Когдачастицы остывают, они уменьшаются .0 в размерах, в то время как линейныеразмеры границы покрытия с подложкойостаются практически неизменньаки.Этим обуславливает появление сжимающих остаточных напряжений в газотермических покрытиях.Выявление макродефектов в напылен"ных слоях с помощью данной установки производится следующим образом.5 В порошковый дозатор 7 загружаетсяпорошок напыляемого материала, отличающийся по цвету от нанесенного ранее покрытия. Переключатель 12 уста 11 Инавливается в положение б . Обеспечивается перемещение изделия спокрытием относительно установки перед дульным срезом ствола 1. Затемвключается блок 8 управления и так 1 Оже как при напылении покрытий,Фвначале срабатывают клапаны 4,б, открывая доступ компонентов смеси вствол 1. После его частичного заполнения клапаны 4,6 закрываются,а клапан 5 открывается, обеспечиваяпродувку смесителя 3 нейтральнымгазом или воздухом.Во время заполнения стволасмесью блоком 8 управления вырабатывается сигнал, обеспечивавший ранеекратковременное срабатывание дозатора 7 при работе установки в режименапыления покрытий. Этот сигналпоступает на схему 13 совпадения, 25но не проходит через нее, так какотсутствует электрический импульсот преобразователя 10 сигнала фотодатчика 9. Затеи инициируетсявзрыв смеси в стволе с помощью све- З 0чи 2. Высокотемпературный потокпродуктов детонации (в котором вданном случае отсутствует напыпяемыйматериал) воздействует на ранее покрываемую поверхность изделия, послечего с некоторой задержкой клапан5 закрывается. Если в слое покрытия, находящемся в этот момент напротив дульного среза ствола 1,не содержатся макродефекты, то поверхность покрытия практически ненагревается, так как подводимое высокотемпературным газовым потокомтепло интенсивно отводится в изделие. Если же покрытие содержит макродефект, то его поверхность нагревается и становится источникомсветового излучения. Нагрев покрытиянад макродефектом вызывается тем,что подводимое потоком тепло не50может быстро передаваться изделию,так как пора ипи расслоение представляет большое сопротивление тепловому потоку ( теплопроводность твердыхвеществ особенно металлических,Э55гораздо выше, чем газообразных).Световое излучение от покрытиянад макродефектом воспринимаетсяфотодатчиком 9. Электрический сигнал,поступающий от него, усиливаетсяпреобразователем 10 и подается наодин из входов схемы 13 совпадения.Однако проходит этот сигнал черезсхему 13 только йосле поступленияна ее второй вход командного импульса на дозатор 7, вырабатываемого блоком 8 управления. Таким образом, при втором цикле работы установки в режиме контроля качествапокрытия ствол 1 заполняется взрывчатой смесью в результате срабаты-вания клапанов 4,6, в него подаетсяпорошок напыляемого материала (если выявлен макродефект и покрытиенад ним нагрелось в результате теплового воздействия газового потока,созданного в предыдущем цикле работыустановки), затем клапаны 4,6 закрываются, а клапан 5 открывается Ипроизводится продувка смесителя 3.После этого инициируется взрыв смесии на покрытие над макродефектом напыляется отличающееся по цвету новоепокрытие, Затем клапан 5 закрывается,и описанный цикл работы установкиполностью повторяется, если следующий участок покрытия на поверхностиизделия также содержит макродефект.При отсутствии макродефекта сигналот фотодатчика 9 не поступает, ичерез схему 13 совпадения не проходит импульс управления дозатором7. Тогда при следующих циклахработы установки не напыляются метки в виде отдельных пятен покрытия.Описанная детонационная установка чожет использоваться не толькодля напыления покрытий, но и длябыстрого контроля их качества. Этосокращает затраты на приобретениеоборудования для дефектоскопии покрытий, позволяет после выявлениядефекта подвергнуть покрытие детонационно-абразивной обработке (стрелять абразивом), удалить таким образом дефектный слой и тут же напылитьновое бездефектное покрытие.Окидаемый экономический эффектот внедрения данной установки составляет 10 тыс.руб. Эффект предполагается достигнуть за счет исключения операции контроля качествадетонационных покрытий с помощьюприменяемых в настоящее время дефектоскопов. Максимальный эффектот внедрения изобретения в масштабахстраны составляет 200 тыс.руб,1103410 актор П. Горькова Техред Т.Дубинч ректор И. Муск Тираа 688 ПодписноеГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийосква, Ж, Раущская наб., д. 4