[其他]产生具有加热并展宽等离子喷射的等离子流的方法及装置

说明书

本发明涉及的是产生具有加热并展宽等离子喷射的等离子流的方法及装置，尤其是，它涉及使用感应线圈来加热从等离子喷射枪喷出的等离子流。

等离子喷枪经常被用于将材料，例如：金属或陶瓷喷涂到一个物体工件上，进行涂膜或成型，该工件通常被称作靶。在典型的等离子体喷涂操作中，沉积材料先被形成粉状质点，然后这些质点注入到等离子体中。理想的情况，来自等离子体的热射流气体加热粉末质点到其熔点，并加速质点以备沉积在靶上。如果全部注入的质点被相同地加热和加速，以及如果全部的质点停留在等离子体气流中，直到被传送到靶上，则沉积材料具有高的均匀密度及高强度。但是实际上，事实不是这种情况。一般情况是，来自通常的等离子体喷射操作所形成的沉积物，在众所周知的，例如：“活泼点”范围内，即在沉积的中心比起围绕沉积中心的“边缘区域”具有较高的密度和强度。

在“边缘区域”内材料性能降低的原因之一是由于没有均匀的加热加速粉末质点。在许多通常的等离子体喷枪内，等离子体的温度从等离子体流的中心到其半径外沿迅速地降低。注入质点的最佳加热及加速度，产生在距离等离子体流中心相当窄的半径以内。此外，等离子流的总温度当等离子体流朝向靶时迅速降低。在靠近靶处等离子流的径向截面的平均温度显著地低于位于等离子流刚喷出等离子枪时的相类似截面的平均温度。所以等离子体射流的温度沿着两个方向即轴向和径向均衰减。此温度衰减的结果是被运送到靶面上的质点在等离子体流的外层没有足够加热到熔化所致，（当质点被沉积在靶面上时）或者，甚至于当刚从等离子枪喷出时虽是熔化的，但可能质点在到达靶面前已经凝固了。因此，要求等离子体流能提供更大的最佳质点加热半径，以维持注入质点直到他们沉积在靶面上以前一直处于熔融状态。

因此，本发明的一个目的是提供加热和展宽从等离子喷枪流出的等离子流的方法。

本发明进一步的目的是提供一种采用感应线圈以便加热和扩展从等离子体喷枪射出的等离子流。

本发明的另一目的是提供产生等离子流的一种方法，它能体现改善等离子流的温度分布和展宽了的等离子流。

本发明的另一目的是提供一种加热和展宽从等离子枪流出的等离子流的装置。

本发明还有另一个目的是提供一种等离子流喷管，带有感应线圈以便加热从中流过的气体流。

本发明尚有另一个目的是提供能产生具有加热及展宽等离子流的装置。

发明的简要说明：

根据本发明的一个具体方案是，加热和扩展从等离子枪流出的等离子流的方法，它包括将等离子流沿着一个感应线圈的中心轴定向并有高频交流通过线圈。这样使得等离子流的外层加热得比射流中心部位更甚。所以这样等离子流的平均温度便增高了。产生具有更热更宽的等离子流的优选方法通常包括：建立在气流中的等离子体放电，沿着第一个进气端感应线圈的中心轴方向，其中通以高频交流，由于导引气体而产生等离子流，并且至少有部分等离子体放电，穿过喷管喉部的通道，然后加热从喉部通道喷出的等离子体流，借助以上所述的方法，采用第二个出口端感应线圈。

按照本发明的另一个具体方案是实施本发明的装置，包括具有进口和出口的等离子体枪，在其内可以建立等离子体放电，这样等离子流通过等离子体枪的出口喷出。具有流体通道在其中的加热器壳体以流体联通的形式和等离子体枪的出口相连接，这样可以使等离子流导向穿过流体通道。该装置还包括一个加热器感应线圈，安置在流体通道外面的周围，以及对感应线圈通以高频交流的方法，以便加热等离子体流，在一种优选的具体方案中，上述装置所采用的等离子体枪包括一个外套，它具有一个流体通道，带有一个进气口和一个出气口，在通道的进气端和出气端之间有一个喉区窄道，以及另一个感应线圈，放置在流体通道进口端的周围。一种能够产生具有加热并展宽等离子体流的装置包括上述的装置，并且进一步包括引入高速气体流进入等离子枪的方法以及对每个感应线圈通以高频交流的方式。

本发明的主题要点已被详细地指出并清楚地记载在说明书的结尾部分。本发明自身，无论如何，关于其组织和其实施方法两者，连同进一步的目的和由此带来的优点，可以通过参考下列的描述并连同附图一起得到最佳地认识理解。

其中：

图1是侧视剖面图，示意地说明本发明的一种具体方案。

图2是类似于图1的视图，示意地说明本发明的另一种具体方案。

图3是类似于图2的视图，示意地说明本发明还有另一种具体方案。