Детонационная установка

 

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, электрически связанный с искровой свечой, клапанами смесителя и дозатора, отличающаяся тем, что, с целью выявления скрытых дефектов покрытия типа отслоений, несплошностей, она снабжена переключателем и двухвходовой схемой совпадения, введенными в электрическую цепь управления клапаном дозатора, причем подвижный контакт переключателя связан с клапаном дозатора, один его неподвижный контакт соединен с выходом схемы совпадения, а другой неподвижный контакт переключателя подключен к i блоку управления, при этом один вход схемы совпадения связан с бло (Л ком управления, а другой ее вход подключен к преобразователю сигналов фотодатчика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9! !!!!.,SU

410 А (р 4 В 05 В 7/20

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTlO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3CKO+. ll <"l ИФ, ;-,=: .." " !

БИБЛНЭТ"-1 (21) 3592463/23-05 (22) 11.05.83 (46) 07.12.85. Бюл. № 45 (71) Ордена Трудового Красного

Знамени институт сверхтвердых материалов АН УССР (72) В.С. Клименко, В.Г. Скадин, Ю.Л. Аносов, В.П. Темченко и Н.А. Бятец (53) 621.793 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 438215, кл. В 05 В 17/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 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, электрически связанный с искровой свечой, клапанами смесителя и дозатора, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью выявления скрытых дефектов покрытия типа отслоений, несплошностей, она снабжена переключателем и двухвходовой схемой совпадения, введенными в электрическую цепь управления клапаном дозатора, причем подвижный контакт переключателя связан с клапаном дозатора, один его неподвижный контакт соединен с выходом схемы совпадения, а другой неподвижный

Ю 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.

4 11034

Изобретение относится к технике нанесения покрытий газотермическими методами. Оно может быть использовано в машино-, приборо-, авиа-, станкостроении для напыления покрытий детонационным методом и для контроля их качества.

Извести "детонационная установка, предназначенная для напыления покрытий, содержащая ствол с искровой 10 свечой, сообщающиеся со стволом смеситель газов с рлектромагнитными клапанами и порошковый дозатор, блок управления, электрически связанный с клапанами смесителя, доза- 15 тором и свечой.

При работе этой установки ствол периодически заполняется взрывчатой газовой смесью, поступающей через клапаны, в него же загружа- 20 ется порошок напыляемого материала в результате срабатывания доэатора, возбуждается детонация взрывчатой смеси в стволе с помощью искровой свечи и напыляется покрытие истекающим из ствола потоком продуктов детонации, содержащим частицы порошка.

Недостатком установки является отсутствие средств контроля качестsa напыляемых покрытий.

Наиболее близкой к описываемому изобретению является детонационная установка, содержащая ствол с искровой свечой, смеситель газов с клапанами, порошковый дозатор, фотодатчик, 35 закрепленный на стволе, преобразователь сигналов фотодатчика и блок управления, электрически связанный с искровой свечой, клапанами смесителя и доэатора. Кроме того, установка содержит электромагнитное реле, связанное с преобразователем.

Перед включением этой установки вначале принудительно возбуждается реле, соединяя своими контактами блок

45 управления с исполнительными механизмами — клапанами, дозатором, свечой. Их периодическое срабатывание обеспечивает заполнение ствола смесью и порошком, инициирование

50 взрывов, напыление покрытия. При истечении 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 2 состоянии. 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 то же 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, фотодатчик, 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 дозатара, 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 9

3 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 I, 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 6, 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 4 импульса на свечу 2. Образующийся высокотемпературный поток продуктов детонации, увлекая частицы порошка напыляемого материала, истекает из

5 ствола 1 и воздействуя на поверхЭ ность изделия, перемещаемого перед дульным срезом, формирует на ней единичный слой покрытия. После уменьшения давления продуктов детонации в стволе 1 в него поступает нейтральный газ через открытый клапан

5. Затем этот клапан закрывается, а клапаны 4 и 6 открываются и описанный цикл работы устаноъки многократно повторяется, обеспечивая напыление сплошного слоя покрытия на изделие.

При детонационном напылении покрытия фотодатчик 9, воспринимая при каждом взрыве смеси световое излучение от высокотемпературного потока, дает возможность следить за стабильностью технологического процесса по показаниям индицирующего прибора 11. В случае уменьшения количества порошка в продуктах детонации снижается интенсивность свето- . вого излучения от формируемого пятна . покрытия, вызывая уменьшение показа30 ний прибора 11. При стабильной работе установки постоянна и масса разогретого до температуры плавления и потому интенсивно светящегося порошка. В этом случае стабильны и показания прибора 11.

В процессе напыпения покрытий или после этого возможно образование в осажденном слое макродефектов, например несплошностей, отслоений. Причиной этого могут быть

40 внутренние остаточные напряжения, которые накапливаются в покрытии по мере роста его толщины. Остаточ-. ные напряжения являются результатом быстрого охлаждения закрепляющихся на подложке частиц напыляемого материала. Сцепление материалов покрытия и подложки происходит при высокой температуре частиц. Когда частицы остывают, они уменьшаются в размерах, в то время как линейные размеры границы покрытия с подложкой остаются практически неизменными.

Этим обуславливает появление сжимающих остаточных напряжений в газотермических покрытиях.

Выявление макродефектов в напыленных слоях с помощью данной установки производится следующим образом.

1103410!

В порошковый дозатор 7 загружается порошок напыляемого материала, отличающийся по цвету от нанесенного ранее покрытия. Переключатель 12 уста11 11 . навливается в положение б . Обеспечивается перемещение изделия с покрытием относительно установки перед дульным срезом ствола 1. Затем включается блок 8 управления и так 1о же как при напылении покрытий, t вначале срабатывают клапаны 4,6, открывая доступ компонентов смеси в ствол 1. После его частичного заполнения клапаны 4,6 закрываются, а клапан 5 открывается, обеспечивая продувку смесителя 3 нейтральным газом или воздухом.

Во время заполнения ствола смесью блоком 8 управления вырабатывается сигнал, обеспечивавший ранее кратковременное срабатывание дозатора 7 при работе установки в режиме напыления покрытий. Этот сигнал поступает на схему 13 совпадения, 25 но не проходит через нее, так как отсутствует электрический импульс от преобразователя 10 сигнала фотодатчика 9. Затеи инициируется взрыв смеси в стволе с помощью свечи 2. Высокотемпературный поток продуктов детонации (в котором в данном случае отсутствует напыпяемый материал) воздействует на ранее покрываемую поверхность изделия, после чего с некоторой задержкой клапан

5 закрывается. Если в слое покрытия, находящемся в этот момент напротив дульного среза ствола 1, не содержатся макродефекты, то по- 40 верхность покрытия практически не нагревается, так как подводимое высокотемпературным газовым потоком тепло интенсивно отводится в изделие. Если же покрытие содержит макродефект, то его поверхность нагревается и становится источником светового излучения. Нагрев покрытия над макродефектом вызывается тем, что подводимое потоком тепло не

50 может быстро передаваться изделию, так как пора ипи расслоение представляет большое сопротивление тепловому потоку (теплопроводность твердых веществ особенно металлических, Э

55 гораздо выше, чем газообразных).

Световое излучение от покрытия над макродефектом воспринимается фотодатчиком 9. Электрический сигнал, поступающий от него, усиливается преобразователем 10 и подается на один из входов схемы 13 совпадения.

Однако проходит этот сигнал через схему 13 только йосле поступления на ее второй вход командного импульса на дозатор 7, вырабатываемого блоком 8 управления. Таким образом, при втором цикле работы установки в режиме контроля качества покрытия ствол 1 заполняется взрывчатой смесью в результате срабаты- вания клапанов 4,6, в него подается порошок напыляемого материала (если выявлен макродефект и покрытие над ним нагрелось в результате теплового воздействия газового потока, созданного в предыдущем цикле работы установки), затем клапаны 4,6 закрываются, а клапан 5 открывается И производится продувка смесителя 3.

После этого инициируется взрыв смеси и на покрытие над макродефектом напыляется отличающееся по цвету новое покрытие. Затем клапан 5 закрывается, и описанный цикл работы установки полностью повторяется, если следующий участок покрытия на поверхности изделия также содержит макродефект.

При отсутствии макродефекта сигнал от фотодатчика 9 не поступает, и через схему 13 совпадения не проходит импульс управления дозатором

7. Тогда при следующих циклах работы установки не напыляются метки в виде отдельных пятен покрытия.

Описанная детонационная установка чожет использоваться не только для напыления покрытий, но и для быстрого контроля их качества. Это сокращает затраты на приобретение оборудования для дефектоскопии покрытий, позволяет после выявления дефекта подвергнуть покрытие детонационно-абразивной обработке (стрелять абразивом), удалить таким образом дефектный слой и тут же напылить новое бездефектное покрытие.

Окидаемый экономический эффект от внедрения данной установки составляет 10 тыс.руб. Эффект предполагается достигнуть за счет исключения операции контроля качества детонационных покрытий с помощью применяемых в настоящее время дефектоскопов. Максимальный эффект от внедрения изобретения в масштабах страны составляет 200 тыс.руб.

1103410

Тирам 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5.Заказ 8124/1

Филиал ППП "Патент", r. Уагород, ул. Проектная,4

Редактор П. Горькова Техред Т. Дубинчак Корректор И. Муска