[实用新型]喷涂器对准组件

说明书

技术领域

本实用新型总体涉及将热喷涂涂层涂敷到凹面，如发动机组中的圆柱形孔，并且更具体地，涉及用于将热孔喷枪与将用枪进行涂覆的凹面的纵向轴线对准的设备和方法。

背景技术

不同行业都采用热喷涂工艺将保护涂层涂敷到将要经受严苛运行条件（如高温和研磨材料的撞击）的部件的表面。在这些热喷涂工艺中，涂层材料被熔化或蒸发并喷涂到待涂覆的基板表面上。典型地，通过电气手段（如等离子体或电弧）或化学手段（如燃烧火焰）将金属丝或粉末形式的“原料”物质加热至熔融或半熔融状态，并通过等离子体气体射流和/或另一种高压空气射流朝向基底表面加速。热喷涂工艺优于其它涂层工艺，如电镀，因为可以在较短的处理时间内以较厚的涂层覆盖基底的大片表面区域。

等离子体转移弧（PTWA）热喷涂是用于将原料物质的涂层沉积到外部兼内部基底表面的一种热喷涂工艺。PTWA热喷涂特别适用于涂覆内燃机缸膛的凹形内表面。缸膛上的耐热和耐磨涂层允许在不需要重铸铁套筒的情况下使用铝发动机组，如果没有这些涂层，本应需要重铸铁套筒来承受在燃烧循环期间产生的热。在众多PTWA孔喷枪中，单一的金属丝被用作系统原料。由非消耗阴极和原料金属丝间的转移弧形成的超音速等离子体射流熔化并雾化金属丝，并且，当枪在缸膛内旋转时，额外的强制气体射流将熔融液滴输送到缸膛的表面上以将均匀涂层涂敷到整个表面。

各种形式的PTWA孔喷枪是本领域已知的。例如，1994年3月22日授予Marantz等人的题为“高速电弧喷涂设备及形成材料方法”的第5296667号美国专利教导了以适合用于在凹面（例如孔）表面上沉积均匀涂层的方式采用的枪组件。该枪组件安装在旋转构件上以允许其利用电动机驱动装置相对于孔做同心旋转。在相对端处，旋转构件安装在固定端板上，并形成为具有穿过其旋转轴线延伸的绝缘送丝管。该枪组件安装在旋转构件的半径上，使得等离子体射流向着绝缘送丝管延伸。通过送丝管在孔的中心轴线上送进金属丝，与枪组件的气连接和电连接通过固定端板送至旋转构件，并通过旋转构件送至枪组件。随着金属丝不断地被送进等离子体射流中，转移弧等离子体熔化其尖端，熔融液滴被雾化并被等离子体流朝孔的内壁推动。当旋转构件和转移弧等离子体枪组件旋转时，涂层在孔壁上均匀沉积。当沉积通过旋转运动形成时，该组件在孔内轴向地往复运动，使得沉积沿着孔的整个圆周及孔的长度形成。

在另一个实例中，1995年11月21日授予Marantz等人的题为“热喷涂内表面的方法和设备”的第5468295号美国专利公开了一种用金属涂层材料热喷涂表面的方法，该方法包括在热喷涂设备（例如双线电弧设备）四周设置喷嘴。该喷嘴包括多个大致径向向内面向涂层材料颗粒流（例如双线热喷涂设备的雾化熔融金属流）的端口。端口依次接收偏转气流，从而围绕颗粒流的轴线周向地移动。偏转气流夹带涂层材料并径向将其携带至待涂覆部分的表面或喷嘴组件。多个阀口允许对圆柱形表面进行涂覆，而不旋转组件的末端。同时对主体（例如发动机组）的多个孔进行涂覆的方法和设备包括多个同时插入每个孔中的偏转喷嘴。

为确保均匀且完整地涂覆圆柱形孔的内表面，在示例性专利中的枪组件和喷嘴，以及其它发生喷涂器或是喷雾器围绕旋转轴线旋转的相似的装置，旋转轴线与孔的纵向轴线的重合对准允许喷涂器在内表面沉淀一层均匀且完整的涂层。一旦喷涂器和圆柱形孔的相对位置和对准得以确定，随着发动机组经过生产线的喷涂工位或是经喷涂工位被回收，喷涂器可重复地被插入到孔中。然而，不时地重建喷涂器和圆柱形孔的空间关系是有必要的。例如，当喷涂器撞击到发动机组或是其它阻碍时或是为维护或更换之目的喷涂器必须从组件中拆掉时，对准就可能受到影响。目前，不存在可靠的机制或是方法来使这些类型的喷涂器与正被喷涂的部位对准。如果没有同轴度，则不能恰当地涂覆表面，并可能产生过多的缺陷，如由于涂层不足以承受燃烧循环过程中产生的热量以及发生的磨损所导致的孔端部的过热点。鉴于此，需要一种改进的设备和方法，使得喷涂器在围绕旋转轴线旋转时，与孔或是其它待涂覆的凹面对准。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种喷涂器对准组件，使得喷涂器在围绕旋转轴线旋转时，与孔或是其它待涂覆的凹面的纵向轴线对准。