Плазмотрон для напыления
Изобретение относится к технике для нанесения покрытий методом плаз менного напылеш-1я. Цель изобрете(ия - повьинение эффективности плазмотрона за счет, снижения уровня шума и повышения равномерности расггределения температуры и скорости по сечению плазменного потока. Плазмотрон содержит корпус , катод, анод и секции межзлектродной вставки, разделенные изоляторами.. Порошок вводится на срез сопла, внутренний диаметр анода на 1-5% меньше внутреннего диаметра межзлектродной вставки, длина анода составляет величину 2,50-3,50 его внутреннего диаметра . Все это обеспечивает увеличение напряженности электрического поля , электромагнитного сжатия ио П}зированного газа, удельного теплового потока струи и приводит к более равномерному распределению газа по каналу сопла, снижению уровня шума, -повышению эффективности плазмотрона.i 1 ил. S (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 05 H 1/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
Н А ВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.10.92, Бюп. 1 40 (21) 4309327/25 (22) 30.07.87 (75) Черкасское научно-производственное объединение по защите металлов от коррозии, сварочному и раскройно -за- !! !! готовительному производству Комплекс (72) В.Т.Коваленко, В.М.Меркин и А.Х.Демиденко (53) 621. 288 (088. 8) (56) Жуков M.Ô. и др., Электродуговые ппазмотроны. Новосибирск, Институт теплофизики СО АН СССР, 1980, с, 11.
Плазмотрон для напыления ПНИ-24, Чертежи общего вида конструкторской документации, номер государственной регистрации ЭТУ 63.00,00. Сб. Ленинградский политехнический институт, 1985. (54) ПЛАЗМОТРОН ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике для нанесения покрытий методом плаз !
Изобретение относится к технике для нанесения покрытий методом ппазменного напыления.
Целью изобретения является повышение эффективности плаэмотрона эа счет снижения уровня шума и повышения равномерности распределения температуры и скорости по сечению плазменного потока.
На чертеже представлен плазмотрон в разрезе.
Плазмотрон содержит катод 1, секции 2 межэлектронной вставки (M3B) 2 менного напыления. Цель изобретения по выл!ение эффектив ности пл аз мотр о на эа счет снижения уровня шума и повышения равномерности распределения температуры и скорости по сечению плазменного потока. Плазмотрон содержит корпус, катод, анод и секции межэлектродной вставки, разделенные изолятор ами..
5Iopo1BoK вводится на срез сопла. Внутренний диаметр анода íà 1-5% меньше внутреннего диаметра межэлектродпой вставки, длина анода составляет величину 2,50-3,50 его внутреннего диаметра, Все это обеспечивает увеличение напряженности электрического поля, электромагнитного сжатия иониэированного газа, удельного теплового потока струи и приводит к более равномерному распределению газа по каналу сопла, снижению уровня шума, -повышению эффективности плазмотрона.
1 ил. разделенные изоляторами 3, входное сопло 4, анод 5 и корпус б, Охлаждение катода, анода и МЭВ осуществляется водой.
Плазмообразующий гаэ подается в зазор между катодом и МЭВ. Порошок вводится на срез сопла.
Диаметр критического сече ния»x оц" ного сопла (О, 30-0, 5) d, где d — н нутренний диаметр МЭИ. Внутренний ди аметр анода d = (О, 99-0,95 ) d, дни и а анода L (2,50-3,5) dö.
Плазмотрон работает следующим разом.
1598МО дадо
Плазмлфизуюи ий го
Электрическая дуга, горящая между катодом 1 и анодом 5, создает поток
k плазмообразующего газа> находящегося в состоянии низкотемпературной плазмы. На выходе из сопла в поток вводится порошок напыпяемого материала. Раз.гоняясь и оплавляясь, частицы порошка попадают на напыляемую поверхность и сцепляются с неи.. !О
Качество покрытия, наносимого плазмотроном, зависит от однородности поля температур и скоростей в поперечном сечении истекающего потока. Уровень шума, создаваемого таким плазмотроном, зависит от степени турбулиэацни потока. От этих же параметров за° . висит коэффициент использования порошка и ресурс работы анода.
Экспериментально доказано, что при 2О отклонении параметров за оговоренные в формуле изобретения границы наблюдается резкое изменение качества напыляемого покрытия и уровня шума в худшую сторону. 25
При объяснении получения положительного эффекта за счет некоторого уменьшения диаметра анода по сравнению с ЮВ и вь1полнения анода определяемой длины необходимо учитывать, что
-в плазмотроне в небольшом по объему пространстве протекают разнообразные .
4изические процессы, связанные с преобразованием электрической энергии
/ в тепловую.и кинетическую энергии ппа мс ной струи. Иожно предположить, что на KnHe÷Hîì участке электрической дуги напряженность электрического поля выше начального участка, а также выше электромагнитное сжач ие ионизированного газа и уделыь и тепловой поток. Газодинамическое влияние на турбулизацию потока на конечном участке уже незначительно, а поток испытывает значительную турбулиэацию эа счет хаотических колебаний дуги.
Поэтому оптималЬное уменьшение диаметра сопла, способствует более равномерному заполнению канала сопла ионизированным потоком, а также равномерному распределению тепловой энергии по сечению канала сопла.
Формул а изобретения
Плазмотрон для напыления, содержащий катод, анод, межэлектродную вставку, входное сопло с диаметром крити» ческого сечения, меньшим внутреннего диаметра межэлектродной вставки, о т л и ч.а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности плазмотрона эа счет снижения уровня шума и повышения равномерности распределения температуры и скорости bio сечению плазменного потока, диаметр анода на
1-5Х меньше внутреннего диаметра межэлектродной вставки, а длина анода составляет величину 2,5-3,5 его внут-, реннего диаметра.
