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（完稿）电弧喷涂用绕丝机工装设计（CAD全套）

筒消耗钢材达.万吨，停产损失达亿元以上。现已采用喷铝防护。.甲醇部分氧化反应器喷铝防腐蚀高温水气腐蚀，化工厂。基本情况甲醇部分氧化反应器为生产甲醇的重要设备，设备尺寸为,高，外壳材质相当于。反应器中因反应温度高，外加冷却水管，导致外壳严重水腐蚀，几乎需要年年除锈，漆膜多则三个月即全部脱落，些部分腐蚀速度达年，壁厚减薄严重。对设备外壳进行喷铝防腐加封闭后，获得很好的效果。.在建筑装潢上也正在推广热喷涂工艺，如愈来愈多的地方采用塑雕进行美化。整体铸尊铜像要花费很多铜材，如果在水泥石膏树脂塑像上喷上层铜或其它装饰涂层既经济又美观。近年来大庆北京上海沈阳江西四川云南等地采用喷涂方法搞了许多大型塑雕饰物大型壁画等收到了良好效果。电弧喷涂技术的新发展.熔滴速度高速电弧喷涂技术是世纪年代开发出的先进热喷涂技术，因其熔滴飞行速度的大幅度提高达到和雾化效果的进步改善，从而制备出与等离子喷涂相近的高结合强度低孔隙率的高质量涂层，大大拓宽了电弧喷涂的应用领域。电弧喷涂涂层的性能受到多种因素的影响，其所具有的快速凝固组织与雾化过程中熔滴的动力学及热传输有密切关系。对雾化过程的动力学和热传输行为进行分析，不仅是选择喷涂工艺参数的重要依据，也有助于正确地理解高速电弧喷涂涂层组织的形成与演变机制。但由于试验技术的限制，难以用实测方法获得熔滴温度冷却速度等热传输参数，通常采用理论模型进行数值模拟计算，而确定雾化气流速度和熔滴速度是进行模拟计算的前提条件。.金属电弧喷涂金属喷涂是用压缩气体将熔融状态的金属雾化成微粒，喷涂沉积在预先准备的工件表面上，形成完整的金属覆盖层。般来说，金属喷涂主要有三方面用途用于抗腐蚀抗高温氧化或耐磨损等防护性涂层用于修复零件尺寸，如由于大范围磨蚀或局部机械加工错误而造成构件几何尺寸的不足，可通过金属喷涂予以修复用表面喷涂金属的非金属材料来代替金属制造设备或部件。金属电弧喷涂是利用交流或直流电弧熔化不断进给的金属喷丝，再由压缩空气通过喷嘴使之雾化并喷射到工件表面，该喷涂工艺的主要装置称为金属电弧喷涂枪。俄罗斯的Ⅱ研究所多年来直从事金属电弧喷涂的工艺和设备研究工作，目前它在总结吸收国内外先进经验的基础上研制成功种高效能的型电弧喷涂枪。它与同类装置相比较具有以下优点喷射角减小到，使喷涂材料利用率提高，对于．喷丝，喷涂过程中的重量消耗可减少直径超过的圆柱状套形零件，其内表面的喷涂深度可达该设备采用可拆卸结构，且零部件的装操作比较简单，因此其维护性良好通过控制台进行设备操作简易方便。金属的电弧喷涂有着十分广泛的用途，如修复各类活塞式发动机的汽缸套，修复各类轴或轴承零件铝或锌的电弧喷涂层有良好的耐腐蚀性，可用于各种管道罐体或扩散装置的内壁防护铝铜青铜黄铜的喷涂层可用于各种金属或非金属制品的表面防护和装饰。.超音速电弧喷涂超音速电弧喷涂是最新研制出的表面防腐耐磨涂层新技术。这种新技术在防腐修复和机械制造等领域有着广泛的应用。可用于船舶桥梁矿井支架和设备锅炉管道的防腐处理热轧辊柱塞造纸烘缸模具的修复机械制造中零件尺寸超差的恢复零件表面强化零件特殊的制备以及模具的快速制造可部分取代电镀工艺。它的应用将会产生很大的经济效益和社会效益。由解放军第二炮兵工程学院主持研制的超音速电弧喷涂技术已经通过国家涂层经适当处理后，结构会发生变化。如涂层经重熔处理，可消除涂层中的氧化物夹杂和孔隙，层状结构变为均质结构，与基体表面的结合状态也发生变化。图喷涂层结构示意图涂层结合机理涂层的结合包括涂层与基体表面的结合和涂层内部的结合。涂层与基体表面的结合强度称为结合力涂层内部的结合强度称为内聚力。涂层中颗粒与基体表面之间的结合以及颗粒之间的结合机理目前尚无定论，通常认为又以下几种方式机械结合。碰撞成扁平状并随基体表面起伏的颗粒，由于和凹凸不平的表面互相嵌合，形成机械钉扎而结合。般来说，涂层与基体表面的结合以机械结合为主。冶金化学结合。这是当涂层和基体表面出现扩散和合金化时的种结合类型，包括在结合面上生成金属间化合物或固溶体。当喷涂后进行重熔即喷焊时，喷焊层与基体的结合主要是冶金结合。物理结合。颗粒对基体表面的结合，是范德华力或次价键形成的结合。涂层残余应力当熔融颗粒碰撞基体表面时，在产生变形的同时受到激冷而凝固，从而产生微观收缩应力，涂层的外层受拉应力基体，有时也包括涂层的内层则产生压应力。涂层中的这种残余应力时由喷涂热条件及喷涂材料与基体材料物理性质的差异所造成的，它影响涂层质量，限制涂层的厚度。工艺上要采取措施以消除和减少涂层残余应力。热喷涂的种类和特点.热喷涂种类按涂层加热和结合方式，热喷涂有喷涂和盆熔两种。前者是基体不熔化，涂层与基体形成机械结合后者则是涂层经再加热重熔，涂层与基体互溶并扩散形成冶金结合。它们与堆焊的根本区别都在于母材基体不熔化或极少熔化。热喷涂技术按照加热喷涂材料的热源种类分为火焰喷涂电弧喷涂高频喷涂等离子喷涂超音速喷涂爆炸喷涂激光喷涂和电子束喷涂。而本实验所运用的是高速火焰喷涂和等离子喷涂两种方法。.热喷涂特点适用范围广。涂层材料可以是金属和非金属如聚乙烯尼龙等塑料，氧化物氮化硅氮化硼等陶瓷以及复合材料。被喷涂工件也可以是金属和非金属如木材。用复合粉末喷成的复合涂层可以把金属和塑料或陶瓷结合起来，获得良好的综合性能。其他方法难以达到。工艺灵活。施工对象小到内孔，大到铁塔桥梁等大型结构。喷涂既可在整体表面上进行，也可以在指定区域内涂敷，既可在真空或控制气氛中喷涂活性材料，也可在野外现场作业。喷涂层的厚度可调范围大。涂层厚度可从几十微米到几毫米，表面光滑，加工量少。用特细粉末喷涂时，不加研磨即可使用。工件受热程度可以控制。除喷熔外，热喷涂时种冷工艺，例如氧乙炔喷涂等离子喷涂或爆炸喷涂，工件受热程度均不超过,工件不会发生畸变，不改变工件的金相组织。生产率高。大多数工艺方法的生产率可达到每小时喷涂数千克喷涂材料，有些工艺方法可高达以上。热喷涂技术也已经应用在新的领域，热喷涂技术与其他学科相互交叉渗透形成了新的表面出理工艺，如热喷涂与处理工艺结合出现了炉内烧结重熔和高频感应重熔渗透工艺与电镀工艺结合产生了镀涂工艺和涂镀工艺采用新的能源，出现了激光重熔和电子束重熔等。.电弧喷涂技术概述电弧喷涂的技术原理及特点.电弧喷涂的原理电弧喷涂的原理如图所示，在喷嘴中两条金属丝作为自耗性通电两极，两极间夹角，接触后形成电弧将金属丝熔化，由中间管子中吹出的高压气流压缩气体将熔融状态的金属雾化并喷射到工件表面形成涂层。图电弧喷涂.电弧喷涂的特点电弧喷涂具有以下特点涂层与基体结合强度高。电弧喷涂较火焰线材或粉末喷涂粒子飞行速度高约为,般线材火焰喷涂为，粒子含热量大，因此，当熔融状态下的粒子打到基体表面时，形成局部微冶金结合的可能性要大得多，因此涂层与基体有较强的结合强度。般电弧喷涂涂层与基体的结合强度为线材火焰喷涂的.倍。喷涂效率高。在世纪年代初和中期，电弧喷钢生产率可达，喷锌为，为线材火焰喷涂的倍。到了年代，电弧喷锌的生产率可到达以上。设备投资及使用成本低。两种线材喷涂工艺成本比较见表美国通用电器公司。美国家公司使用台电弧喷涂设备代替以前使用的四台火焰喷涂设备对管子和钢制电线杆喷锌，使生产连续进行。用直径为.的锌丝，生产率可达.。电弧喷涂与线材火焰喷涂消耗比较见表。表两种线材喷涂工艺成本比较喷涂方法设备成本操作成本美元•合计美元•设备价格万美元设备使用价格美元•人工气体电电弧空气.线材火焰空气.表电弧喷涂与线材火焰喷涂比较喷涂方法设备台数电能消耗消耗量•总成本比例损失生产率•空气电弧线材火焰.防腐寿命长，是其它防腐方法无法比拟的，次防腐，劳永逸。设备及原材料国产化达，工艺简单易行。与热浸锌相比，电弧喷涂灵活方便，套设备能对不同形状和尺寸零件进行防腐施工，便于流动施工。而热浸锌防腐不同尺寸和形状构件将会受到熔池尺寸的限制，也不便流动施工。电弧喷涂可根据不同腐蚀环境喷涂相应耐蚀材料涂层，工艺系统具有普遍适用性。热浸锌仅能制备锌涂层，对复杂的腐蚀环境，单的锌涂层将难以适应，会大大降低涂层耐蚀寿命。而利用电弧喷涂的锌涂层会提高工件的耐腐蚀寿命。相对于其他涂层技术，电弧喷涂技术具有质量好工件变形小生产效率高能源利用率高经济效益好操作简单和易于野外作业等显著优点。表为电弧喷涂与其他涂层的寿命比较。表不同防腐涂层的寿命比较防腐方法油漆涂装电镀锌热浸锌电弧喷涂防腐寿命年年年年电弧喷涂技术的应用电弧喷涂的涂层质量好致密度高结合力强喷涂效率高。可喷涂铝锌不锈钢铜等金属丝材，应用于各种防腐工程和机械维护。电弧喷涂工艺中主要是热喷涂铝或锌涂层，所以电弧喷涂的应用也可以说是热喷涂铝或锌涂层的应用。热喷涂铝或锌涂层是历史最早技术最为成熟的应用面也是最广的热喷涂层。金属防护目前主要有种方法第种是将工件与环境介质隔开，使环境介质无法对工件产生腐蚀作用，例如采用有机涂层，电层，化学镀层，釉瓷，搪瓷层等第二种是采用电保护，例如阴极保护第三种是减弱介质对工件的腐蚀，例如向介质或反应剂中加缓蚀剂，在涂料中加缓蚀颜料。而热喷涂铝或锌涂层在定程度上兼具了上述的三种保护作用。热喷涂铝或锌层在防腐工程中的实例.大型水闸钢闸门及水工结构耐水腐蚀，水库。基本情况闸门是水库水电站水闸船闸抽水站等水利工程中的重要构件，长期浸水，启闭时频繁干湿交替，高速水冲击，水线部分受水气日光及水生物浸蚀剂泥沙冲磨，因此易腐蚀。刷油漆般防护期为年，较好的可达年，较差的为年，喷锌或铝寿命可达年。.电厂输电铁塔广播电视塔电站管道等耐大气腐蚀，电厂电视台等。从我国发电厂运行的可靠分析资料表明，在发电设备事故中，锅炉事故最多，而在锅炉事故中，“四管”爆漏次数最高，“四管”爆漏是锅炉安全运行的最大障碍。每次检修都带来很大经济损失，国外资料表明，“四管”造价最贵每平方英尺需美元，当台用于纸浆厂的余热锅炉检修时，每天损失达万美元。国内从七十年代中期开始对锅炉“四管”喷涂保护并取得了良好效果。如年月在秦岭电厂喷涂再热管根，至今涂层完好运行正常。.煤矿井下钢结构长效防腐井下潮湿大气防腐，煤矿。基本情况平顶山煤矿二矿十矿，井下水滴如注，空气中含等腐蚀气体，工字钢制梁及支架每年腐蚀约.，投产年已经严重腐蚀。井筒寿命般为年，平顶山个矿，每年至少个矿的井筒因腐蚀必须更换。井筒是煤矿提升工人煤及其他物料的关键部位，更换井筒般要天，维修停产损失费达万元之巨。全国煤矿系统每年因维修井筒消耗钢材达.万吨，停产损失达亿元以上。现已采用喷铝防护。.甲醇部分氧化反应器喷铝防腐蚀高温水气腐蚀，化工厂。基本情况甲醇部分氧化反应器为生产甲醇的重要设备，设备尺寸为,高，外壳材质相当于。反应器中因反应温度高，外加冷却水管，导致外壳严重水腐蚀，几乎需要年年除锈，漆膜多则三个月即全部脱落，些部分腐蚀速度达年，壁厚减薄严重。对设备外壳进行喷铝防腐加封闭后，获得很好的效果。.在建筑装潢上也正在推广热喷涂工艺，如愈来愈多的地方采用塑雕进行美化。整体铸尊铜像要花费很多铜材，如果在水泥石膏树脂塑像上喷上层铜或其它装饰涂层既经济又美观。近年来大庆北京上海沈阳江西四川云南等地采用喷涂方法搞了许多大型塑雕饰物大型壁画等收到了良好效果。电弧喷涂技术的新发展.熔滴速度高速电弧喷涂技术是世纪年代开发出的先进热喷涂技术，因其熔滴飞行速度的大幅度提高达到和雾化效果的进步改善，从而制备出与等离子喷涂相近的高结合强度低孔隙率的高质量涂层，大大拓宽了电弧喷涂的应用领域。电弧喷涂涂层的性能受到多种因素的影响，其所具有的快速凝固组织与雾化过程中熔滴的动力学及热传输有密切关系。对雾化过程的动力学和热传输行为进行分析，不仅是选择喷涂工艺参数的重要依据，也有助于正确地理解高速