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。     

直流等离子弧焊电源的特点

<正>等离子弧是利用等离子枪将阴极(如钨极)和阳极之间的自由电弧压缩或高温、高电离度及高能量密度的电弧。等离子枪的作用有些像消防水管前端的喷头,如没有这个喷头,喷出的水流流速低,扬程小,加上喷头便极大地增大水的流速和     

专利名称：采用电弧加热靶材蒸积制备大面积薄膜的装置

本实用新型涉及采用电弧加热靶材蒸积制备大面积薄膜的装置。该装置是在真空镀膜设备中设置至少一阳极和放有靶材的阴极，作为阳极的水冷电极上连接有活动接头，并与控制电源相连，该阳极与系统的循环水冷系统相连；电弧触发电极设置在阳极和阴极之间，电弧触发电极的引线穿出真空室外并与电弧触发控制电源连接。本实用新型克服了靶材掺入到薄膜中而降低膜品质的问题，结构简单、易于操作。     

等离子场中工件无辉光渗碳

研究了在等离子场中，工件不做阴极或阳极，因而工件上不产生辉光放电的条件下对工件进行渗碳的工艺。通过对不同温度下，工件无辉光渗碳工艺与辉光离子渗碳工艺研究，证明了等离子场中工件无辉光渗碳工艺的可行性，并从渗碳速度上对以上两种工艺进行了比较。     

等离子弧及其特点

利用等离子焊炬，将阴极（如钨极）和阳极之间的自由电弧压缩成高温、高电离度及高能量密度的电弧，称为等离子弧。等离子弧的主要特点是：     

高速电弧喷枪中电弧场的数值模拟

运用CFD软件，对高速电弧喷枪的流场进行了模拟。通过分析计算结果，将射流分为电弧区、核心区、卷吸区和湍流区4个部分。电弧区内部速度和温度起伏剧烈，但对其外3个区域的流场速度分布影响不大，对轴线温度影响为20-40K。电弧区内部最高温度为6800K，分布在阴极表面上，阴极的平均温度为4250K，从阴极到阳极，电流密度和电弧温度都逐渐降低，阳极的平均温度为538K。     

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。     

切割用等离子弧的数值分析

以转移型直流电弧等离子体切割炬为研究对象,根据局部热力学平衡假设和磁流体动力学理论构建了电弧数学模型,采用数值模拟方法分析了等离子体炬内等离子体的传热和流动特性,阴极形状、锥角、内缩量和喷嘴形状对切割气流的速度和等离子温度分布的影响.并对五种常用形状阴极和两种不同内缩量的割炬内等离子流体速度场和温度场进行了比较.从数值分析的角度验证了阴极斑点较小的阴极能产生较大的焰流速度和热量,以及内缩量的增加对电弧的压缩具有显著作用.     

微弧等离子喷枪电热特性分析

等离子喷枪的电弧伏安特性和热效率等电热特性是影响等离子喷涂质量的重要因素,文中根据自行研制的微弧等离喷涂系统,开展等离子喷枪的电热特性研究,分析了不同进气方式下的电弧伏安特性以及微弧等离子喷枪的热效率．结果表明,等离子喷枪在不同进气方式下均呈现下降的伏安特性,在相同电流和气体流量条件下,直流和切向混合进气方式下喷枪的电...     

喷涂工艺对低能等离子喷涂WC-Co的涂层硬度与微观结构的影响

采用低能等离子喷涂技术，在不锈钢基体上制备WC-12％Co涂层。粉末被气体送到喷嘴内、阴极与阳极之间的区域，喷涂功率为3．9～9．1kW。利用XRD和SEM分析技术，对涂层的微观结构和相组成进行分析，研究喷涂功率对涂层硬度的影响。结果表明：在功率3．9kW时制备的涂层主要由WC相组成；喷涂功率在5-9kW时，涂层中开始出现W2C；在功率6．5kW时，涂层硬度最高为1500HV，喷涂功率超过6．5kW时，由于涂层中出现α-W2C，涂层的硬度降低。这表明低能等离子炬可以制备高性能的WC-Co涂层。     

氩氮混合等离子焊接电弧的数值分析

以直流正极性氩氮混合工作气体等离子焊接电弧为研究对象,依据磁流体动力学理论构建电弧的数学模型,运用有限元分析软件ANSYS建立了三维稳态下轴对称的、氩氮混合工作气体的1/2等离子焊接电弧的数学模型,得到了焊接电弧的温度场、电场、电磁场、速度场的形态分布特征.分析了氩氮混合工作气体等离子弧的特性,并与纯氩气时的等离子弧的温度场及阳极热流密度分布进行了对比.结果表明,采用混合离子气时,等离子电弧的弧心最高温度相对于纯氩气时有所提高,另外弧柱区的高温区向阳极偏移,阳极的热流密度相对增加.     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

不同喷涂方法制备马氏体不锈钢涂层组织性能对比,不同电弧喷涂工艺对3Cr13钢涂层结合强度的影响，高速电弧喷枪中电弧场的数值模拟,聚酰亚胺复合材料等离子弧喷涂温度场数值模拟,等离子体喷涂纳米结构热障涂层微观组织及性能,[编者按]     

焊接电弧的等离子流力

以试验为基础，分析了直流ＴＩＧ电弧阳极热斑表面等离子流力的径向分布，数学表达式，电弧长度及电流的影响，阐述了该力在整个电弧机械作用力中的地位。     

气体流量和耦合度对GPCA-TIG焊电弧特性影响的数值模拟

根据磁流体动力学理论和组分守恒建立气体熔池耦合活性TIG焊电弧二维数学模型,采用简化阴极边界层模型将阴极与电弧耦合求解,计算得到了不同外层氧气流量与耦合度下电弧等离子的温度、氧气分布、阳极表面电流密度和热流密度等特征参数。结果表明,与TIG电弧相比,气体熔池耦合活性TIG电弧收缩,流速增大,阳极表面电弧压力升高;增大外层氧气流量或增大耦合度,电弧最高温度均上升,氧气向电弧区域扩散趋势更明显,电弧形貌略有收缩,阳极表面电流密度与热流峰值均略有增大。     

铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理

从铝合金变极性等离子焊接电弧物理特性出发,研究了铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理,分析了焊接参数对电弧热的影响规律。通过理论分析和试验研究,发现铝合金变极性等离子弧焊接时不对称电极特性对正、反极性期间电弧的产热具有很大的影响。反极性期间由于铝合金作为阴极,阴极压降大电弧产热量也增大。在变极性等离子弧焊接时正、反极性期间的焊接电流和持续时间等参数不同也是造成正、反极性等离子电弧产热不同的重要原因。     

等离子弧焊电弧的数值模拟

建立了等离子弧焊静止电弧的三维有限元数学模型,考虑等离子气、保护气的作用,利用ANSYS有限元分析软件对电弧的温度场、速度场、压力以及阳极工件表面的电流密度等进行了数值模拟,并与TIG焊进行了比较.结果表明,由于喷嘴的约束作用,等离子弧焊与TIG焊相比,电弧温度显著提高,焊接电流为150 A时电弧最高温度达到30 000 K.等离子弧焊的另一个显著特点是等离子体流速和电弧压力显著增大.通过计算马赫数、有效粘度和动力粘度之比,认为等离子体电弧处于层流不可压缩状态.     

TAFA公司的热喷涂新设备和新工艺

本文简要介绍了TAFA公司的热喷涂新设备和新工艺。包括：HAWCSⅡ先进控制系统，8835型电弧喷枪．851型Arc Jet电弧喷涂系统，高频等离子设备，J-Gun高速火焰喷枪、超高压水涂层剥离系统，以及锅炉防蚀、汽车焊缝填平和冷喷制模工艺等．     

旋转电弧加热在环状工件内壁沉积金刚石涂层

为实现在大口径环状工件内壁沉积金刚石涂层,研制一种能够产生旋转电弧的分体式等离子炬。利用活动阳极形成的伞状电弧帽,改变平行于轴且向下吹的工作气体旋转电离的方向,使其垂直吹向环状工件内壁。测试不同阳极直径下电弧的工作参数,并用相机拍摄相应的电弧形貌。进行金刚石涂层沉积试验,在内径为180?mm的硬质合金拉拔模具和内径为100?mm的石墨内表面沉积出高质量的金刚石涂层。利用拉曼光谱仪和扫描电镜对涂层的成分、表面形貌等进行测试分析。已沉积金刚石涂层的硬质合金模具成功应用于超高压电缆铝护套的拉拔设备中。      

不同介质微束水蒸气等离子弧的气流形态与电弧力

微束水蒸气等离子弧气流形态与其电弧形态、电弧特性密切相关。中对水、水 乙醇及水 丙酮等不同介质的微束水蒸气等离子弧气流形态、电弧力进行了测试研究。气流形态测试结果表明，纯水介质的水蒸气等离子弧的气流扩展率最大，水 丙酮介质的水蒸气等离子弧的气流扩展率最小；随着乙醇或丙酮浓度的增加，气流的扩展率增大。电弧力的测试结果表明，纯水介质的水蒸气等离子弧的电弧力最小，水 丙酮介质的电弧力最大；随着乙醇或丙酮浓度的增加，电弧力增大。电弧形态、气流形态与电弧力决定了电弧的切割性能，在相同条件下，水 丙酮的水蒸气等离子弧切割速度最快，而纯水介质电弧的切割速度最慢。     

水冷铜阳极法测量阳极等离子电弧力径向分布

设计了一套水冷铜阳极装置,用压力传感器测量等离子弧焊阳极电弧力的径向分布情况,研究了焊接电流、离子气流量和弧长对阳极电弧力的影响规律.结果表明,阳极电弧力在电弧中心最大,随径向距离的增大而迅速减小,电弧力作用半径可以认为等于约束喷嘴出口半径;随焊接电流和离子气流量的增大阳极电弧力显著增大,电弧力作用半径变化不大;而弧长对阳极电弧力的影响不大;测量结果表明,等离子弧焊电弧力传统经验公式忽略电流对电弧力的影响是有一定缺陷的.