大功率超音速等离子弧喷枪的研制

提出了大功率超音速等离子弧喷枪的设计原则和要求,经多次试验、改进,设计出双水内冷、双气路、双喷嘴的喷枪,其设计巧妙、结构合理、性能优良,满足了在大功率条件下对各种粉末材料的超音速喷涂。     

等离子弧喷涂系统的发展与展望

简要介绍了等离子弧喷涂系统发展概况，分析了等离子弧喷涂电源、喷枪以及等离子弧喷涂系统控制技术的研究进展。分析表明等离子弧喷涂电源趋向于大功率小型化、逆变化是等离子弧喷涂电源的发展方向，等离子弧喷枪正向高效大功率化发展，而采用智能控制技术是等离子弧喷涂系统的必然趋势。     

阳极弧根位置对热喷涂等离子喷枪特性的影响

研究开发了一种新型的双阳极等离子喷枪,可以在不改变任何参数(如电弧电流和气体流量)的条件下,调节阳极弧根的位置,从而改变等离子炬的特性。试验采用热焓探针测量了不同阳极弧根位置条件下,氩等离子射流的温度和速度分布;通过测量喷枪冷却水的温升来估算喷枪的效率。结果表明,随着阳极弧根向喷嘴下游的移动,等离子射流的温度和速度以及喷枪的效率都有显著的提升。     

等离子弧焊接过程数值模拟研究现状分析

等离子弧焊接过程数值模拟是研究等离子弧焊接机理和优化等离子弧焊接工艺参数的重要手段。以对小孔的处理方式作为分类依据,从未直接考虑小孔的PAW数理模型、假定小孔形状的PAW数理模型、计算追踪小孔边界的PAW数理模型、追踪小孔并直接考虑小孔作用的PAW数理模型四个方面综述了国内外等离子弧焊接过程数值模拟的研究进展。     

等离子弧喷涂枪阳极弧根的研究分析

以三维的等离子弧喷涂枪体为研究对象,在阳极弧根直径不变的情况下,计算出阳极弧根与阴极前端距离增大时枪体的功率和熵,可以看出,功率在距离明显增大后几乎不变,而熵有最小值.利用熵在最小时最稳定的原则,在特定的功率下,通过计算阳极弧根位置和直径的不同组合,从几种组合中确定出最可能的阳极弧根位置和直径.     

等离子弧喷涂枪喷嘴水冷却系统温度场

文中基于计算流体动力学和数值传热学方法,利用FLUENT数值模拟软件,采用压力基耦合方程组的半隐式算法,对喷嘴水冷却系统建立了简化的三维模型.为了便于相关比较分析,在保持冷却水道结构不变而对喷嘴的结构按照孔径大小的不同设计出三种结构.并分别对三种模型的温度场进行模拟计算与实际测量.结果表明:利用计算机数值技术能够比较准...     

等离子孤喷涂系统的发展与展望

简要介绍了等离子弧喷涂系统发展概况,分析了等离子弧喷涂电源、喷枪以及等离子弧喷涂系统控制技术的研究进展。分析表明等离子弧喷涂电源趋向于大功率小型化、逆变化是等离子弧喷涂电源的发展方向,等离子弧喷枪正向高效大功率化发展,而采用智能控制技术是等离子弧喷涂系统的必然趋势。     

等离子喷枪的注气方式对电弧不稳定性的影响

基于局域热力学平衡假设,建立三维非稳态的磁流体动力学模型,在给定气流量和工作电流的条件下,采用数值模拟方法研究不同注气方式对直流非转移弧等离子喷枪内Ar-H2等离子电弧的波动行为和等离子特性的影响。结果表明,与直流进气相比较,采用旋转方式进气时,喷枪内等离子体流的流线呈现出明显的螺旋状分布,电弧波动信号呈现出更高的平均电压和较高波动频率,电弧附着随时间变化呈现出圆周运动现象;喷枪内等离子体的最大温度出现在阴极尖端附近,采用旋转方式注气时等离子平均最大温度较低,而等离子体的速度沿中心轴方向呈现出先增加后减小的趋势。喷枪出口处等离子体的温度与速度同样显示出波动分布,两种进气方式得到的温度分布基本相似,采用旋转方式注气时等离子平均最大速度分布相对较高。     

喷枪扫描速度对等离子喷涂Mo/8YSZ梯度 热障涂层温度场的影响规律研究

目的 突破新型动力热障涂层高温环境易剥落的技术瓶颈,揭示等离子喷涂过程中,喷枪扫描速度对梯度热障涂层温度分布的影响规律。方法 利用ANSYS有限元仿真模拟软件,建立了等离子喷涂Mo/8YSZ梯度热障涂层温度场的仿真模型,模型中考虑了材料热物性参数随温度的变化情况及材料的相变潜热。 结果 当喷枪扫描速度由550 mm/s增加至1000 mm/s时,喷枪与基体或已沉积涂层间交互作用的时间缩短,在喷涂构件自身热传导及喷涂构件与外界环境对流换热等综合因素作用下,致使喷涂作业结束时,喷涂构件的最高温度由475 ℃降低至371 ℃,涂层厚度方向的最大温度梯度由2.15×107 ℃/m降低至2.05×107 ℃/m。由于喷涂构件的温度、温度梯度及等离子射流热源用于粉末粒子直接温升的比例均与材料的热物性参数密切相关,致使在喷涂作业结束时,喷涂构件各部分最高温度及涂层厚度方向的最大温度梯度均呈现陶瓷层最高、过渡层次之、粘结层最低的分布规律。由于等离子喷涂过程中,先沉积的涂层对后沉积的涂层存在一个预热作用,故伴随着涂层厚度的增加,喷涂构件的最高温度增加。结论 在等离子喷涂过程中,通过增大喷枪扫描速度,可在牺牲涂层最高温度的条件下,降低喷涂构件的最大温度梯度。热障涂层采用梯度结构,可实现涂层厚度方向材料热物性参数的连续梯度变化,进而实现对喷涂构件空间温度分布的有效调控。     

等离子弧喷涂设备的PLC自动控制

介绍了等离子弧喷涂设备的组成及技术要求，分析并设计了等离子弧喷涂的电路图及工作程序流程图，以西门子公司S7-200可编程控制器为中心元件，设计了等离子弧喷涂设备的PLC自动控制系统。该系统具有操作方便、可靠性高、工作电流稳定性好的特点，控制精度高，可喷涂各种合金及陶瓷粉末，喷涂效果理想。     

高速电弧喷枪流场模拟研究

电弧喷枪流场特性是影响电弧喷涂质量的关键因素之一。文中运用CFD软件Fluent，对高速电弧喷枪头部及枪外射流进行了模拟计算，通过分析可以看出，枪外射流可以分为射流核心区、射流卷吸区和射流湍流区。受欠膨胀激波反射和相交的影响，枪外射流的速度分布具有不均匀性，其轴线射流速度存在剧烈波动，同时呈现先递增后衰减的规律。受丝材的影响，枪外射流速度分布呈现空间不对称性，其丝材所在平面流场的发散性大于丝材垂直平面的发散性。为了保证涂层质量，提高沉积率，喷涂距离控制以及喷嘴封闭气帽形状的合理设计显得非常重要。     

强电流直流扩展弧金刚石沉积技术的研究

采用自行研制的Q-500金刚石涂层沉积设备,同时采用两种不同结构的等离子体炬对经酸碱二步法处理后的硬质合金钻杆(YF06)分别进行了金刚石涂层的沉积,并对沉积后的样品表面进行了分析和研究.初步的研究结果表明:等离子体炬的结构对金刚石涂层的沉积影响很大,改进前的等离子体炬所产生的弧柱不稳,导致沉积温度波动幅度大,而改进后的等离子体炬能产生稳定的弧柱,沉积温度变化不大并且沉积的金刚石涂层具有大面积、均匀性好和高质量的特点.     

固定电弧等离子弧焊接热传导的数值计算

针对固定电弧等离子弧焊接过程建立了二维稳态热传导模型 ,在模型中考虑了工件表面与周围环境换热及辐射散热对整个焊接热过程的影响 ,并且将焊接电流在流经工件时产生的焦耳热作为热能方程的源项进行计算。针对所建立的模型 ,采用大型商业软件PHOENICS(Parabolichyperbolicorellipticnumericalintegrationcodeseries)对工件中的温度场以及电流密度的分布进行了计算。采用该软件对焊接热过程进行数值模拟 ,可以很方便地对求解变量和边界条件进行操作 ,显著提高了效率。比较结果显示 ,计算结果与实际测量结果吻合良好     

节能,高效等离子喷涂设备的开发和喷涂组织

分析了现在常用的４０～１００ｋｗ等离子体喷涂设备的特征,从提高等离子喷涂效率和节能出发,开发了一种内部粉末供给,电能消耗为２－１３ｋｗ的Ｐｌａｓｍａ－ＬＥ１５等离子体喷涂系统,利用该系统对陶瓷,金属碳化物和金属合金粉末进行了喷涂实验,其中金属碳化物和金属合金粉末的喷涂沉积效率８０％以上,对几种喷涂组织进行了测试和调查,用该系统喷涂得到的组织性能高于或者等于通常大气条件下外部送粉式４０ＫＷ等离子喷涂     

等离子弧及新型IGBT微束等离子焊接设备

介绍了等离子弧及新型ＩＧＢＴ微束等离子焊接设备。     

预热对X65钢管内表面等离子弧喷焊层组织与性能的影响

分析了预热工艺对X65钢管内表面等离子弧喷焊层组织和性能的影响。随着预热温度的提高，喷焊层显微组织中一次碳化物、硼化物略有长大，从母材向喷焊层内生长的γ枝品由发达直至消失，喷焊层中心的显微硬度也明显提高。     

低压等离子体弧源离子渗氮

利用低压等离子体弧源离子渗氮技术,在约４００ ℃、４ ×１０ － １ Ｐａ 真空度条件下对奥氏体不锈钢、纯铁进行了低温渗氮表面强化处理。奥氏体不锈钢表面形成的渗氮层由氮在奥氏体中的过饱和单相固溶体组成,具有很高的硬度和良好的耐蚀性。纯铁渗氮层则由化合物层和扩散层组成。这种渗氮方法完全避免了工件表面产生弧光放电     

新型高速电弧喷涂枪的开发研究

详细介绍了开发研制的新型高速电弧喷涂枪：分析测定了新型喷枪和普通喷枪出口的雾化气流速度,同时采用A1和3Cr13作为对比试验材料,对涂层进行性能研究并观察了其组织结构。结果表明：新型喷枪的雾化气流速度的捌试计算值在距枪口80mm的范围内仍然能保持在600m／s左右,比普通喷枪的雾化气流速度有显著地提高：高速电弧喷滁熔融的金属粒子雾化充分,涂层组织致密,层状结构十分明显,并且结合强度值和硬度值均较高：新型高速电弧喷涂枪,结构简单,工作性能稳定。高速电弧喷涂是一种优质、高效、低成本的热喷涂方法。     

金刚石膜片等离子体弧抛光实验及分析

针对金刚石膜片硬脆的特点,利用等离子体弧进行了抛光实验研究。用选定的参数进行扫描抛光,试验结果表明,用等离子体弧加工金刚石膜片具有一定的抛光效果,同时进一步明确了石墨化过程和熔化过程。