[发明专利]小型拉丝式电弧喷涂设备

说明书

技术领域：

本发明属于表面工程学科喷涂技术领域，是电弧喷涂技术中的一种新式的电弧喷涂设备。

背景技术：

表面工程是一门综合性的新型学科，喷涂技术是表面工程学科中的一门非常重要的表面改性技术，由于具有极强的应用价值和重大的经济效益及社会效益，同时在节省能源和资源、维修和再制造、环保和污染等方面体现出的优越性，所以有力地推动了该技术的飞速发展。近年来在喷涂方法、设备、工艺、材料等方面创造出了很多新的成果，本发明是一种新式的电弧喷涂设备，用于热喷涂行业制备涂层。

电弧喷涂原理与焊接不同，它是将两根作为电极的丝材经短路熔化，通过压缩空气将熔化金属雾化并以高速喷射到工件表面形成涂层，实现良好的喷涂工艺，必须由高质量的喷涂设备来完成。就电弧喷涂而言，适合不同种类喷涂材料、实现不同形状结构产品和适应不同环境条件下的喷涂，首先要选择最适宜的电弧喷涂设备才能保证喷涂的质量、提高生产效率和降低制造成本。从产品、专利成果、研究资料查询，当前电弧喷涂设备的现状是研究资料少，产品结构单一。经分析认为，其原因是由于喷涂技术在近年来才得到广泛应用和发展，而作为这门应用性技术，首先需要解决的问题是喷涂工艺，所以喷涂工艺的成果远远大于设备的研究。众所周知，当前的电弧喷涂设备从结构的角度可分为“推丝式”和“拉丝式”两种类型，但设备均存在体积大、重量重、外接缆线多等问题，所以搬运和施工不方便，尤其在喷涂空间小或野外作业等特殊场合下施工会受到限制。另外中大型电弧喷涂设备虽然喷涂效率高，但喷涂焰流大，对一些小型部件的喷涂或精细涂层的制备不很适宜，同时还浪费喷涂材料。为了弥补当前电弧喷涂设备存在的不足和弥补电弧喷涂设备单一的现状，发明一种体积小、重量轻的小型拉丝式电弧喷涂设备。

发明内容：

从背景技术分析的电弧喷涂设备现状可知，当前的电弧喷涂设备均为体积大、重量重、外接缆线多的结构类型，目前缺少微小型系列电弧喷涂设备产品。本发明的目的在于提供一种小型拉丝式电弧喷涂设备，以满足喷涂市场的需求。

1.本发明的技术关键和方案：

本发明的小型拉丝式电弧喷涂设备，采用逆变式喷涂电源1、拉丝式电弧喷涂枪2、输出电缆3、电源电缆4、控制线5的结构形式组成，见附图1。

1.1逆变式喷涂电源的设计方案

众所周知，逆变式电焊机具有体积小重量轻，高效节能，动特性好，操作灵活的特点，而且技术非常成熟。对于微小型电弧喷涂设备，非常符合上述的特点，虽然方法工艺不同，但电气原理比较接近。本发明参照了逆变电焊机的电气原理进行了喷涂电源的设计，其技术关键和方案是：

(1)保留主电路系统不变，直流输出，平特性，最大输出电流250A。

(2)改制控制电路，使输出电流(0～250A)和电压(10～40V)均为无级调节，目的是：在喷涂过程中可随意调节参数(避免停机调节电压值)，从而容易获得最佳的喷涂工艺参数。

(3)改制送丝电路，①设置手动/自动喷功能开关，目的是：便于选择不同的操作方式。②设置检丝/喷涂转换开关，避免电弧烧伤操作者和损坏设备，益于安全操作。

1.2拉丝式电弧喷涂枪的设计方案

拉丝式电弧喷涂枪由拉丝装置6和喷涂枪头7组合而成(附图1)，设计的原则是：在保证送丝稳定，气体雾化效果好，喷涂焰流细小而挺拔的条件下，尽量简化拉丝装置的结构，力求拉丝式电弧喷涂枪体积小重量轻，操作方便。

2.本发明过程中涉及的主要内容：

2.1设备的主要性能参数

电源电压：380V±15％

功率：10KVA

频率：50Hz

喷涂丝直径：Φ1.0～Φ1.6mm

喷涂电压10～40V

喷涂电流：0～250A

负载持续率100％

喷涂枪重量：1.5kg

喷涂电源重量：15kg

喷涂电源外形尺寸：W200×L480×H300mm

2.2喷涂电源的设计

喷涂电源的设计参照逆变电焊机电气原理，设计内容有：主电路系统，电子控制系统，送丝控制系统，电气原理方框图见附图2，喷涂电源产品照片见附图3。

(1)主电路系统一设计的主电路由输入电路(输入整流、C滤波)、逆变电路(MOSFET功率开关元件、逆变降压变压器)、输出电路(输出整流、L滤波)组成。根据喷涂方法的要求，电源为平特性，直流输出。为满足喷涂工艺的要求，输出电流在0～250A和输出电压在10～40V范围内均为无级调节，喷涂电流小于250A条件下作业，负载持续率为100％，设计时参照了逆变式电焊机主电路的原理。