等离子喷涂过程自动控制及PLC编程

对等离子喷涂设备的组成及原理作了简要介绍，分析并设计了等离子喷涂的工作程序流程图．以西门子公司S7—200可编程控制器为中心元件，编制了PLC控制程序，并对喷涂过程中主要参数调整进行了分析，设计并制造出了等离子喷涂设备的自动控制系统．     

PLC控制等离子喷涂设备的研制

简述了等离子喷涂设备的基本组成和技术要求，以西门子公司的S7－200可编程控制器为中心元件，用其高速输出端控制送粉机械的送粉量，采用CF2B－1精确调节等离子喷涂电流，优化设计了等离子喷涂的控制原理图。设计并制造出等离子喷涂设备的自动控制系统，调试效果良好。     

基于轨迹-传热耦合模型的温度场特性研究

以喷涂机器人工具中心点(Tool Center Point,TCP)及等离子热源中心点的位置一致性为结合点,利用FLUENT中的UDF模块加载TCP实时位置和等离子体射流以及高温粒子热源数学公式,构建了机器人运动轨迹与等离子喷涂过程传热行为之间的耦合模型,并通过仿真实验研究了特定机器人轨迹在基体表面形成的温度场分布情况。     

喷涂粒子飞行路径的高速摄像分析及计算模拟

为了满足采用等离子喷涂时获得最佳喷涂质量的要求,利用高速摄像系统对等离子喷涂过程中粒子的飞行路径进行拍摄,将得到的图片进行分析研究,得到粒子的运动速度和轨迹,与计算模拟结果相对比,以确定最优化的喷涂工艺参数.结果表明:随着喷涂电流的增加,喷涂粒子的速度升高; 而随着喷涂主气流量的降低,喷涂粒子的速度有所下降.图片分析结果与计算结果相符合,为选择等离子喷涂的最佳工艺参数和获得高质量的涂层提供了理论依据.     

激光重熔等离子喷涂涂层研究现状与展望

综述了等离子喷涂涂层的激光重熔表面技术的研究现状,从激光重熔机理和等离子喷涂涂层的特征,分析了激光重熔后涂层的组织结构和性能变化,介绍了激光重熔的数值模拟,探讨了激光重熔等离子喷涂层工艺过程中存在的一些问题和解决途径以及今后的发展方向.     

等离子喷涂技术及其应用

等离子喷涂技术是一项应用极广的热喷涂技术,占喷涂工艺的40%以上.综合国内外相关报导阐述了等离子喷涂技术的研究现状及其应用,着重论述了等离子涂层在耐磨、隔热等方面的研究及应用,并就等离子喷涂技术的发展趋势进行了展望.     

PLC控制等离子喷涂设备的研制

研究了以Ｆ１－４０ＭＲ为核心的可编程控制器控制的等离子喷涂设备，喷涂电源采用８０９８单片机控制，最大额定输出功率１２０ＫＷ，并利用维护电源消除了高频对单片机系统的干扰，研制大功率等离子喷涂枪结构合理，引弧容易，喷涂过程稳定，能适用各种合金粉末喷涂要求，试验结果表明，整体设备操作简单，运行可靠，喷涂效果较理想。     

等离子喷涂枪喷嘴能量分布的数值模拟

为了给等离子枪体的设计提供理论依据,利用FLUENT软件对等离子喷涂枪水冷却流动和换热进行了数值建模与计算.由于等离子枪体的热压缩效应主要是靠内部水冷系统完成,理想的水冷系统应该能尽快地将等离子束流所产生的热量带走,因此,对等离子枪体冷却水流场进行了研究,得出了喷嘴的温度场和水流速度场,明确了喷嘴的能量分布.研究结果表明,等离子枪体损失功率的一部分能量集中在阳极斑点,其他均匀分布在喷嘴上.其结论对等离子喷涂枪的设计具有参考价值.     

螺杆泵螺杆纳米掺杂陶瓷涂层显微结构研究

利用大气等离子喷涂技术(APS),在7.5 m螺杆泵螺杆基体表面上制备纳米掺杂30%AT13(Al2O3 13% TiO2)陶瓷涂层,采用Philips XL-30型扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和Philips X-port型X射线衍射仪(XRD)等现代分析手段对纳米掺杂AT13等离子喷涂粉末及螺杆表面等离子喷涂涂层的显微组织、物相进行了观察测定.结果表明:纳米掺杂等离子喷涂粉末结构呈微米级粒子表面包覆纳米粒子的麻团状,尺寸在50～70 μm内,流动性好,适用于大气等离子喷涂.纳米掺杂使等离子喷涂涂层元素分布均匀性提高,孔隙度降低,涂层内出现(Al2O3)5.333与斜方晶态的Al2TiO5物相.涂层断口分析证明:在纳米掺杂30%的涂层中,出现大量直径约为10 nm的蠕虫状晶须,断裂方式变为韧性的穿晶断裂,为纳米掺杂螺杆使用寿命成倍的提高提供了理论依据.     

等离子喷涂莫来石涂层相变研究

对氮化硅结合碳化硅耐火材料(SNBSC)表面等离子喷涂莫来石涂层的热震性能和相变过程进行了研究,结果表明仅一次高温热震(＞1000℃)莫来石涂层中就产生微细裂纹。物相分析表明等离子喷涂莫来石涂层由玻璃相、γ－Al     

热喷涂HA复合涂层的组织分析

为了制备羟基磷灰石（HA）复合涂层,采用化学沉淀法制备羟基磷灰石粉末,对制备的超细粉末加入PVA溶液充分搅拌、干燥、研磨和过筛,制备出微米级、近似球状的、在等离子送粉器中容易流动的羟基磷灰石粉末.利用等离子喷涂和电弧喷涂的复合喷涂方法制备出羟基磷灰石不锈钢复合涂层和氧化铝不锈钢复合涂层,并通过扫描电镜分析了涂层的组织形态.结果表明,羟基磷灰石粉末比重很轻,不易进入等离子弧中心而被融化,等离子弧将羟基磷灰石粉末加热并载入电弧喷涂气流中,由不锈钢雾化液滴一并打在基体上形成复合涂层.对于氧化铝/不锈钢涂层和复合涂层,2种粒子虽然分布不均匀,但却获得了良好的冶金结合.     

热喷涂技术在热障涂层制备中的应用

综述了热障涂层研究及应用中的几种热喷涂技术,包括火焰喷涂、爆炸喷涂和等离子喷涂,介绍了上述几种制备技术的原理并分析了各自的特点,认为爆炸喷涂工艺、溶液注入等离子喷涂工艺在新型热障涂层制备中的应用前景广阔．     

热喷涂技术在热障涂层制备中的应用

综述了热障涂层研究及应用中的几种热喷涂技术,包括火焰喷涂、爆炸喷涂和等离子喷涂,介绍了上述几种制备技术的原理并分析了各自的特点,认为爆炸喷涂工艺、溶液注入等离子喷涂工艺在新型热障涂层制备中的应用前景广阔．     

喷涂工艺对陶瓷/金属自反应复合涂层组织的影响

用等离子喷涂的方法喷涂自制的Fe2O3 Al自反应复合粉,在金属表面制备了陶瓷-金属多相自反应复合涂层．研究了复合粉和涂层的微观结构,以及喷涂工艺参数对复合粉反应程度及涂层组织的影响．研究发现,喷涂距离是影响复合粉反应程度及涂层组织结构的主要因素,枪距在100mm时,反应最充分,涂层组织最致密．     

大功率(80KW)等离子喷涂枪的研制

大功率(80KW)等离子喷涂枪国内首创,并于1980年9月由辽宁省机械局主持,邀请国内有关单位进行了鉴定。 本文首先论述了大功率等离子喷涂工艺发展的国内外概况。大功率等离子喷涂工艺是七十年代等离子喷涂技术的新发展,它具有涂层密度高、涂层与底材结合强度高、生产率高、沉积率高等特点。目前大功率(80KW)等离子喷涂装置只有美国等少数国家能制造。对于一台大功率等离子喷涂装置而言,其关键技术问题是如何设计和制造出一种能胜任80KW条件下工作的喷涂枪。一般的等离子喷涂枪使用功率为25～40KW,若使其使用功率跃增至80KW并能稳定工作,这是一件很困难的事情。这也是此课题所要攻取的主要关键。 本文较详细地介绍了大功率(80KW)等离子喷涂枪的结构及其设计。其中主要内容包括:特殊喷嘴的设计;强烈旋涡送气的作用及实现措施;阴极冷却与装配;保证枪的绝缘、密封、同心度等方面的经验。 此外,本文还介绍了测试熔化的喷涂粒子飞行速度的原理、测试装置及其结果;枪的热效率测试及其结果;大功率等离子弧平均热焓值的计算等。最后还简单地介绍了试验用的电源设备及此枪在生产中应用概况。     

等离子喷涂陶瓷复材的性能和应用及其发展

综述了等离子喷涂陶瓷涂层在克服金属零件失效方面所发挥的重要作用。把发生在材料表面的磨损按实际情况区分为典型的六大类,工件实施等离子喷涂陶瓷涂层后,具体的实验、生产中得来的数据表明等离子喷涂陶瓷涂层后材料表面抗磨损能力均显著提高。由于材料表面采用等离子喷涂抗腐蚀的陶瓷涂层覆盖在金属基体上,从而屏障了外界腐蚀性物质对金属基体的浸蚀,从而提高了材料的抗腐蚀能力。实验数据说明了通过对涂层进行封闭处理或激光重熔,可大大减少涂层中的气孔率,从而提高耐腐蚀性。探讨了适用于高温条件下的陶瓷涂层所应有的良好性能,并分析了三种典型应用于高温环境下的陶瓷涂层。最后,提出了等离子喷涂陶瓷涂层的发展方向及现行阶段所急需解决的问题。     

M2高速钢强脉冲离子束表面改性及其耐磨耐蚀性

针对陶瓷梯度涂层性能优良,在大气氛围下等离子喷涂制备涂层会受到空气氧化这一情况,在可控气氛（Ar气）中采用等离子喷涂的方法制取了NiCrBSi/Al₂O₃的梯度涂层,并且与大气条件下制取的NiCrBSi/Al₂O₃的梯度涂层进行对比.借助扫描电子显微镜（SEM）、x 射线衍射仪（XRD）对涂层的组织分布、相结构进行分析.结果表明：在Ar气和大气中梯度涂层的组织内部都没有明显的界面,实现了组织的连续变化;在Ar气中制取的梯度涂层的组织更加致密,被氧化的程度更低,质量更好.     

冲蚀条件下等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的磨损特性

研究了在固体颗粒冲蚀条件下 ,不同冲击速度、不同磨料尺寸等因素对等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层冲蚀磨损率的影响 ,并在不同条件下与 2 0钢进行了对比试验 ,分析了等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层的冲蚀磨损特性及磨损机理 ,提出等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层具有脆性特征的冲蚀磨损特性 ,它适用于细磨料低速冲蚀磨损条件     

微机控制的等离子喷涂设备抗高频干扰的研究

等离子喷涂设备中的高频引弧器中是对单片机系统和设备元器件构成强大威胁的干扰源,为此,研究制定了切实可行的抗干扰措施,经实验表明,这些措施可有效地抑 高频引弧器对单片微机控制系统物设备元器件的破坏性干扰,确保微机实时控制的稳定性和可靠性。     

电爆炸丝喷涂设备中的连续自动走丝装置的设计

为了解决电爆炸丝喷涂设备中手动上丝存在的安全和低效问题,在电爆炸丝喷涂设备的基础上设计了一种连续自动走丝装置及其相关控制系统。连续自动走丝装置由ＸＹ移动平台和自动走丝机构组成,控制系统主要由上位机和Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机组成。测试结果表明,自动走丝装置实现了自动走丝控制,自动化程度高,提高了电爆炸丝喷涂实验设备的效率和可靠性。