1、4.4 火焰噴涂和噴焊技術(shù)o火焰噴涂是利用氧-燃料氣體火焰作為熱源來實(shí)現(xiàn)噴涂的方法。o火焰噴焊是在噴涂之后，用火焰使噴涂層重新熔化，提高涂層的致密性和結(jié)合強(qiáng)度。4.4.1 氧-乙炔火焰的產(chǎn)生o氧氣和乙炔在點(diǎn)火燃燒時產(chǎn)生熱量和一定速度的氣流，即為燃?xì)饣鹧?，其燃燒反?yīng)式為：o2C2H2+5O2=4CO2+2H2O+Qo燃?xì)饣鹧嬉话惴秩N：o1）氧化焰：氧氣相對乙炔的比例偏大?；鹧鏈囟雀哌_(dá)3000攝氏度，氧化性強(qiáng)。o2）中性焰：乙炔在氧中充分燃燒，它由焰心、內(nèi)焰和外焰組成。o3）還原焰：乙炔相對氧氣的比例偏大。4.4.2 氧-乙炔線材火焰噴涂o1、線材火焰噴涂原理oQX-2A型氣體金屬線材噴槍是采用

2、氧乙炔氣為熱源，調(diào)速電動馬達(dá)為動力，將單根金屬絲不斷的送入高溫火焰區(qū)熔化后霧化，噴向經(jīng)過預(yù)處理的工件表面，形成涂層的一種專用設(shè)備。o2、線材火焰噴涂設(shè)備o氧-乙炔供給系統(tǒng)、壓縮空氣供給系統(tǒng)、氣噴槍4.4.3 氧-乙炔粉末火焰噴涂1、粉末火焰噴涂原理o2、粉末火焰噴涂設(shè)備4.4.4 火焰噴涂工藝及特點(diǎn)o1、火焰噴涂的特點(diǎn)o優(yōu)勢：設(shè)備投資少，操作簡單，便于攜帶，無電力要求，沉積效率高。o缺點(diǎn)：火焰溫度不高，涂層氧含量和孔隙率高于其他方法，涂層結(jié)合強(qiáng)度偏低，涂層質(zhì)量不高。o2、火焰噴涂工藝o表面預(yù)處理預(yù)熱噴打底層噴工作層噴后處理o1）表面預(yù)處理：表面凈化和粗化處理。o2）預(yù)熱：噴涂前用中性焰或弱碳化

3、焰將工件預(yù)熱到100200攝氏度。o3）噴打底層：增加涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度。o4）噴工作層oa)火焰性質(zhì)與功率：以粉末加熱到白亮色為宜ob)霧化參數(shù)：火焰噴涂是依靠壓縮氣體對熔化材料進(jìn)行霧化和對熔融顆粒加速。oc)噴涂材料的供給速度：供給速度取決于熱源功率和噴涂材料的性質(zhì)。供給速度直接影響沉積速率和涂層質(zhì)量。od)噴涂距離：指噴嘴與基材表面的直線距離。噴涂距離一般為150200mm。oe)噴涂角度：一般為6090of)噴嘴和工件的相對移動速度：火焰噴涂的每道涂層的厚度要控制在0.100.15mm，因此噴槍與工件的移動速度一般為718m/min。og)工件溫度：噴涂過程中，工件溫度不應(yīng)超過250

4、攝氏度。4.4.5 氧-乙炔粉末火焰噴焊o1、噴涂與噴焊的區(qū)別o1）工件受熱情況不同o2）與基材的結(jié)合狀態(tài)不同o3）所用粉末不同o4）覆蓋層結(jié)構(gòu)不同o5）承載能力不同：沖擊載荷和接觸應(yīng)力o2、噴焊工藝o工件表面預(yù)處理預(yù)熱噴涂自熔性合金粉末重熔處理冷卻涂層后處理o1）一步法：噴粉和重熔交替或幾乎同時進(jìn)行；要求粉末粒度細(xì)。輸入到工件的熱量較少，工件變形較小，涂層厚度一般在0.81.2mm，涂層表面光滑，平整度稍差。o2）二步法：先在零件表面均勻噴粉，達(dá)到一定厚度后再重熔，而且不一定使用同一熱源。二步法使用的粉末粒度較粗，輸入工件的熱量較多，工件的變形較大。o二步法適用于要求表面涂層厚度均勻、光滑平

5、整的工件，特別適用于尺寸大的零件和圓柱面的噴焊。4.4.6 火焰噴涂和噴焊應(yīng)用舉例o應(yīng)用o1）防腐蝕：主要采用火焰噴涂Al或Zn金屬線材，在一般的大氣或有水條件下，可保證工件在19年內(nèi)不腐蝕。o2）耐磨損：一、修復(fù)；二、新產(chǎn)品制造o3）特殊功能層：獲得耐高溫、絕熱、導(dǎo)電、絕緣等特殊性能。站臺雨棚鋼結(jié)構(gòu)防腐裝飾性涂料涂裝技術(shù) 油罐涂裝防腐施工 4.5 電弧噴涂技術(shù)o電弧噴涂是20世紀(jì)80年代新興的熱噴涂技術(shù)。o將兩根被噴涂的金屬絲作為自耗型電極，輸送直流或交流電，利用其端部產(chǎn)生的電弧作為熱源來熔化金屬絲材，用壓縮空氣流進(jìn)行霧化的熱噴涂技術(shù)。4.5.1 電弧噴涂原理和特點(diǎn)o1、電弧噴涂原理熔化脫離

6、霧化o2、電弧噴涂的特點(diǎn)o1）熱效率高o2）生產(chǎn)率高o3）噴涂成本低o4）涂層結(jié)合強(qiáng)度高o5）安全性高o6）可方便地制造偽合金涂層：偽合金通常指由于時間、溫度等條件不夠，未達(dá)到合金平衡狀態(tài)的一種多元金屬組織，o偽金屬涂層顯著特點(diǎn)：o1）具有較長久的耐腐蝕壽命，其防腐蝕壽命可達(dá)到80年以上，同時該防腐涂層在30年使用期內(nèi)無需維護(hù)。o2）電弧噴涂層與金屬基體具有優(yōu)良的涂層結(jié)合力，金屬噴涂層以液固黏結(jié)、機(jī)械鑲嵌和少量合金方式與基體金屬想結(jié)合。o3）電弧噴涂鋅、鋁或鋅鋁合金涂層的防腐蝕原理為陰極保護(hù)中的犧牲陽極保護(hù)4.5.2 電弧噴涂設(shè)備o電弧噴涂槍、控制箱、電源、送絲裝置及壓縮空氣系統(tǒng)oQD8-LA

7、型（拉式電弧噴涂系統(tǒng)）型（拉式電弧噴涂系統(tǒng)）o組成組成1.QD8-LA型拉式電弧噴槍o2.QD8-D型電弧噴涂電源4.5.3 電弧噴涂工藝 電弧噴涂主要工藝參數(shù)有：1） 電弧電壓：取決于噴涂材料的熔點(diǎn)，一般不低于1525V。2） 電弧電流：電弧電流一般為100300A。電弧電流有自調(diào)節(jié)作用，調(diào)節(jié)電流可維持電弧的長度和穩(wěn)定性。3） 送絲速度：取決于電參數(shù)和線材的性質(zhì)，決定了電弧噴涂速度。4） 絲材直徑一般為0.83.0mm。5） 壓縮空氣壓力和流量：影響噴涂材料的霧化效果和熔粒的飛行速度，對涂層的質(zhì)量有很大的影響。6） 噴涂距離應(yīng)控制在100200mm，噴涂角不應(yīng)小于45。4.5.4 電弧噴涂的

8、應(yīng)用o1） 在鋼鐵構(gòu)件上噴涂鋅、鋁涂層，對構(gòu)件進(jìn)行長效防護(hù)。o2） 在鋼鐵件上噴鋁可防止高溫氧化。o3） 在鋼鐵件上噴不銹鋼或其它耐磨金屬，用于耐磨蝕防護(hù)。o4） 在機(jī)械零件上噴涂碳鋼、青銅等材料，用于修復(fù)零部件。o5） 用電弧噴鋁或噴鋅生產(chǎn)復(fù)合鋼板。4.6 等離子噴涂技術(shù)o等離子噴涂是以等離子弧為熱源，噴涂材料以粉末形式送入焰流中制備涂層的一種方法。o等離子弧的能量集中，溫度很高，焰流速度大，幾乎可以噴涂所有的難熔的金屬和非金屬材料。o氣穩(wěn)等離子噴涂是用氣體作為工作介質(zhì)產(chǎn)生等離子體；o水穩(wěn)等離子噴涂是用水作為工作介質(zhì)產(chǎn)生等離子體。4.6.1 等離子噴涂的原理及特點(diǎn)o1、等離子弧的類型o等離子

9、弧是一種高能量密度的熱源。電弧在等離子噴槍中受到壓縮，能量集中，其橫截面的能量密度可提高到105106W/cm2，弧柱中心溫度可升高到1500033000K。在這種情況下，弧柱中的氣體隨著電離度的提高而成為等離子體，這種壓縮型電弧即為等離子電弧。o1）非轉(zhuǎn)移型等離子?。烘u極節(jié)電源負(fù)極，噴嘴接電源正極，等離子弧在鎢極與噴嘴之間形成，而工件不帶電；o2）轉(zhuǎn)移型等離子弧：鎢極接電源負(fù)極，工件接電源正極，等離子弧產(chǎn)生于鎢極與工件之間；o3）聯(lián)合型等離子?。弘娀∈且环N氣體放電現(xiàn)象，電流通電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，電流通過某些絕緣介質(zhì)過某些絕緣介質(zhì)(例如空氣例如空氣)所產(chǎn)生所產(chǎn)生的瞬間火花。的瞬間火花。o2

10、、等離子噴涂原理o3、等離子弧噴涂的主要特點(diǎn)o1）焰流溫度高，能量集中，溫度高達(dá)1000攝氏度以上；o2）等離子弧流速高達(dá)1000m/s以上，熔融狀態(tài)粒子的飛行速度可達(dá)180600m/s，涂層結(jié)合強(qiáng)度高達(dá)3070MPa，涂層致密度高達(dá)85%98%；o3）噴涂后涂層平整、光滑，并可精確控制涂層厚度；o4）噴涂工藝規(guī)范穩(wěn)定，調(diào)節(jié)性能好，容易操作。4.6.2 等離子弧噴涂設(shè)備o噴槍、送粉器、供氣系統(tǒng)、電源、水冷系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等離子噴涂技術(shù)全套設(shè)備共有全套設(shè)備共有7大部分：大部分： 大功率電源 智能化的觸摸式控制裝置 雙筒送粉器 水、電轉(zhuǎn)接箱 高壽命的等離子噴槍 高效換熱的冷水機(jī) 符合安全規(guī)范的各類電纜、氣管。該設(shè)備主要應(yīng)用于制作： 耐磨涂層 減摩涂層 可磨耗密封涂層 抗高溫、抗氧化涂層 熱障涂層 導(dǎo)電涂層4.6.3 等離子弧噴涂工藝o1） 輸入功率和電參數(shù)：確保粉末熔化良好，防止出現(xiàn)生粉。o2） 等離子氣體的選擇：o 氮?dú)猓簾犰矢?，價格低廉，是等離子噴涂主要工作氣體。o 氬氣：易于引弧，等離子弧穩(wěn)定，有很好的氣體保護(hù)作用。o 氫氣：可作為輔助氣體起到提高熱焓和防氧化的作用。o3） 供粉速率：速率過大使熔化不良的粉粒增多，涂層組織疏松、氣孔率增大；速率過低則降低噴涂效率。o4）