弧喷涂是利用两根连续送进的金属丝之间产生的电弧作热源来熔化金属,用压缩空气把熔化的金属雾化,并对雾化的金属液滴加速使之喷向工件形成涂层的技术。图4-1为电弧喷涂工作原理图。如图所示,端部呈一定角度的两根连续送进的金属丝,分别接直流电源(18~40V)的正负极,在金属丝端部短接的瞬间,产生电弧。
电弧使金属丝熔化,在电弧点的后方由喷嘴喷射出的高速空气流使熔化的金属雾化成颗粒,并在高速气流的加速下喷射到工件的表面。喷涂过程中,两根丝状喷涂材料用送丝装置通过送丝轮均匀、连续地送进电弧喷涂中的两个导电嘴内,导电嘴分别接电源正、负极,未接触之前要保证两根丝材之间的可靠绝缘。在电源电压保持恒定时,由于电流的自调节特性,电弧电流跟随发生频繁地波动,自动维持金属丝的熔化速度。两丝材端部互相接触时将短路并产生电弧,瞬间熔化并被压缩空气雾化呈微熔滴,以很高的速度喷射到工件表面,形成涂层。
热喷涂工艺方法中应用较广泛的有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、喷涂和超音速喷涂技术。火焰喷涂是通过火焰喷实现的,喷通过气阀分别引入、氧气或压缩空气,和氧气混合后在喷嘴出口处产生燃烧火焰,引入的粉状或棒状涂材在火焰中被加热熔化后,在焰流的作用下形成雾状小液滴被喷射到基体表面形成涂层。
电弧喷涂所用的两根线状材料涂层材料由送丝轮自动导入,当在两线状材料之间通过大电流时将产生电弧,线状材料在电弧的高温作用下迅速熔化,并由压缩空气作用成小液滴被喷射到基体表面形成涂层。
等离子喷涂适用于粉状涂层材料,等离子喷将电能转化为热能,产生高温高速的等离子焰流,其等离子焰流温度可高达50000℃,能熔化所有的喷涂材料。
喷涂是利用可燃性气体与氧气混合物点炸提供的能量,将粉体喷射到基体表面而形成涂层。
超音速火焰喷涂方法因具有很高的粒子撞击速度,使得涂层结合强度、硬度、致密性、耐磨性都得到了改善。