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技术交流

等离子发生器造成不出火的情况

发布时间:2023/9/28 8:26:42 | 信息来源:
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等离子喷涂的基础发展了新的技术


1.真空等离子喷涂(又叫低压等离子喷涂)


真空等离子喷涂是在气氛可控的,4~40Kpa的密封室内进行喷涂的技术。
因为工作气体等离子化后,是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的,所以喷流速度是超音速的,而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。


2.水稳等离子喷涂


前面说的等离子喷涂的工作介质都是气体,而这种方法的工作介质不是气而是水,它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法,其工作原理是:
喷枪内通入高压水流,并在枪筒内壁形成涡流,这时,在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧,使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解,变成等离子态,产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用,其能量密度提高,燃烧稳定,因此,可喷涂高熔点材料,特别是氧化物陶瓷,喷涂效率非常高


3.气稳等离子喷涂


气稳等离子喷涂的原理是由等离子喷枪(等离子弧发生器)产生等离子射流(电弧焰流)。喷枪的电极(阴极)和喷嘴(阳极)分别接整流电源的正、负极,向喷枪供给工作气体(Ar、N2等),通过高频火花引燃电弧。电弧将气体加热到很高的温度,使气体电离,在热收缩效应、自磁收缩效应和机械效应的作用下,电弧被压缩,产生非转移性等离子弧。高温等离子气体从喷嘴喷出后,体积迅速膨胀,形成高温高速等离子射流。送分气流推动粉末进入等离子射流后,被迅速加热到熔融或半熔融状态,并将等离子射流加速,形成飞翔基材的喷涂离子束,陆续撞击到经预处理的基材表面,形成涂层。大气等离子喷涂用氩气、氮气、氢气作为等离子气。等离子喷涂工艺流程


在等离子喷涂过程中,影响涂层质量的工艺参数很多,主要有:
①等离子气体:气体的选择原则主要根据是可用性和经济性,N2气便宜,且离子焰热焓高,传热快,利于粉末的加热和熔化,但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。Ar气电离电位较低,等离子弧稳定且易于引燃,弧焰较短,适于小件或薄件的喷涂,此外Ar气还有很好的保护作用,但Ar气的热焓低,价格昂贵。
气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速,从而影响喷涂效率,涂层气孔率和结合力等。流量过高,则气体会从等离子射流中带走有用的热,并使喷涂粒子的速度升高,减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间,导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态,结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差,沉积速率也会显著降低;相反,则会使电弧电压值不适当,并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下,会引起喷涂材料过热,造成喷涂材料过度熔化或汽化,引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集,然后以较大球状沉积到涂层中,形成大的空穴。
②电弧的功率:电弧功率太高,电弧温度升高,更多的气体将转变成为等离子体,在大功率、低工作气体流量的情况下,几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流,等粒子火焰温度也很高,这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变,喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。
而电弧功率太低,则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰,又会引起粒子加热不足,涂层的粘结强度,硬度和沉积效率较低。
③供粉:供粉速度必须与输入功率相适应,过大,会出现生粉(未熔化),导致喷涂效率降低;过低,粉末氧化严重,并造成基体过热。
送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率,一般来说,粉末必须送至焰心才能使粉末获得好的加热和高的速度。
④喷涂距离和喷涂角:喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度,涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。
喷涂距离过大,粉粒的温度和速度均将下降,结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降;过小,会使基体温升过高,基体和涂层氧化,影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下,喷距适当小些为好。
喷涂角:指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时,由于“阴影效应”的影响,涂层结构会恶化形成空穴,导致涂层疏松。
⑤喷枪与工件的相对运动速度
喷枪的移动速度应保证涂层平坦,不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说,每个行程的宽度之间应充分搭叠,在满足上述要求前提下,喷涂操作时,一般采用较高的喷枪移动速度,这样可防止产生局部热点和表面氧化。
⑥基体温度控制
较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度,然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施,使其保持原来的温度。等离子处理器是一种新型的高温、高能量加工技术,广泛应用于半导体、玻璃、陶瓷、金属材料等领域的表面处理和改性。然而,在实际应用中,由于不同材料的特性和操作参数的影响,等离子处理器有时可能出现不出火的情况。本篇文章旨在通过探讨其原因,并提供相应的解决方案。




1.等离子发生器参数设置不合理
等离子处理器通常配备了专门的等离子发生器,用于产生和维持等离子体。如果等离子发生器的参数设置不合理,例如电流、功率、频率等设置不当,就会导致等离子体无法形成和维持,从而造成不出火的情况。此时,需要重新调整等离子发生器的参数。




2.气体流量过小或过大
在等离子处理器中,气体是产生等离子体必不可少的介质。如果气体的流量设置不合理,即过小或过大,就会导致等离子体无法形成和维持,从而无法进行加工。此时,需要适当调整气体的流量。




3.加工工件表面不清洁
加工工件表面的油污、灰尘等杂质会影响等离子处理器的效果。如果加工工件表面不清洁,就会导致等离子体无法与工件表面有效接触,从而不能进行加工。此时,需要对加工工件进行彻底的清洗,并确保表面干燥和无杂质。




4.加工功率过低或过高
等离子处理器加工功率是控制加工效果的重要参数之一。如果加工功率过低,可能导致等离子体无法充分激发,造成加工效果差;如果加工功率过高,可能会导致等离子体过度激发,产生过多的放电,进而造成不出火的情况。此时,需要调整加工功率,使其处于适宜的范围内。




5.材料特性不同
不同的材料具有不同的化学成分和物理性质,对等离子体的形成和维持有着不同的要求。例如,玻璃等非金属材料通常需要较高的频率来产生等离子体,而金属材料则通常需要较高的电流和功率。因此,在进行等离子处理时,需要针对不同的材料进行相应的参数设置。




以上为等离子处理器不出火的主要原因及其解决方案。在实际操作中,我们还应该注意以下几点:




1.在使用等离子处理器前,仔细阅读厂家提供的说明和操作手册,并按照要求正确设置参数;
2.在加工之前,对加工工件进行充分清洗和检查,确保表面干燥、干净、无杂质;
3.在操作过程中,随时观察等离子体的状态和加工效果,及时调整参数以达到佳效果;
4.注意设备的保养和维护,定期进行清洗和检查,及时更换损坏的部件。
综上所述,等离子处理器不出火可能是由多种原因引起的,需要根据具体情况进行分析和处理。合理设置参数、适当调整气体流量、确保加工表面干净、注意加工功率及不同材料特性等,都是避免或解决这一问题的有效方法。

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