電弧噴涂技術(shù)的特點(diǎn)、技術(shù)及其優(yōu)勢

目前，電弧噴涂技術(shù)在國內(nèi)已受到許多部門的重視，正得到越來越廣泛的應(yīng)用。電弧噴涂技術(shù)可應(yīng)用于防腐、耐磨、裝修及形成特殊功能涂層等領(lǐng)域，尤其在防腐領(lǐng)域，電弧噴涂是最有效、最經(jīng)濟(jì)的長效防腐技術(shù)。以下對電弧噴涂和電弧噴涂機(jī)的特點(diǎn)、電弧噴涂技術(shù)新發(fā)展及其在鋼結(jié)構(gòu)防腐領(lǐng)域顯示的優(yōu)勢等作了介紹。
電弧噴涂是將兩根被噴涂的金屬絲作為自耗性電極，利用兩根金屬絲端部短路產(chǎn)生的電弧使絲材熔化，用壓縮空氣把已熔化的金屬霧化呈微熔滴，并使其加速后以很高的速度沉積
到基體表面形成涂層的一種熱噴涂方法。
20世紀(jì)八十年代，美國、德國等一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的電弧噴涂技術(shù)得到了較大的發(fā)展，涂層質(zhì)量大大提高，促進(jìn)了電弧噴涂技術(shù)在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。目前，電弧噴涂技術(shù)在國內(nèi)已受到許多部門的重視，正得到越來越廣泛的應(yīng)用。電弧噴涂技術(shù)可應(yīng)用于防腐、耐磨、裝修及形成特殊功能涂層等領(lǐng)域，尤其在防腐領(lǐng)域，電弧噴涂是最有效、最經(jīng)濟(jì)的長效防腐技
術(shù)。
相對于其它涂層技術(shù)，電弧噴涂技術(shù)具有涂層質(zhì)量好、工件變形小、生產(chǎn)效率高、能源
利用率高、經(jīng)濟(jì)效益好、操作簡單和易于野外作業(yè)等顯著優(yōu)點(diǎn)。
(一) 電弧噴涂的特點(diǎn)
1、防腐壽命長，是其它防腐方法無法比擬的，一次防腐，一勞永逸。
2、設(shè)備及原材料國產(chǎn)化達(dá)100%，工藝簡單易行。與熱浸鋅相比，電弧噴涂靈活方便，一套設(shè)備能對不同形狀和尺寸零件進(jìn)行防腐施工，便于流動施工。而熱浸鋅防腐不同尺寸和形狀構(gòu)件將會受到熔池尺寸的限制，也不便流動施工。
3、環(huán)保方面。采用專門配套，價格低廉的除塵設(shè)施，使排放物均達(dá)國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。而刷漆及熱浸鍍的除銹酸液及熱浸鋅產(chǎn)生的鋅蒸汽均無環(huán)保措施。
4、電弧噴涂的設(shè)備投資僅為熱浸鋅的1/5～1/15，熱浸鋅設(shè)備投資約為100～300萬元，電弧噴涂設(shè)備投資(包括除塵設(shè)備)，對一般生產(chǎn)規(guī)模約20萬元，特大型構(gòu)件的大規(guī)模生產(chǎn)約40萬元。
5、煤礦井筒鋼結(jié)構(gòu)件在加工、起吊、運(yùn)輸、安裝過程中，涂層易被碰損、劃傷，電弧噴涂技術(shù)本身即可修復(fù)；而熱浸鋅自身無法修補(bǔ)，只能用噴涂方法修復(fù)，勢必又一次增加設(shè)備投資。
6、電弧噴涂可根據(jù)不同腐蝕環(huán)境噴涂相應(yīng)耐蝕材料涂層，工藝系統(tǒng)具有普遍適用性。熱浸鋅僅能制備鋅涂層，對復(fù)雜的腐蝕環(huán)境，單一的鋅涂層將難以適應(yīng)，會大大降低涂層耐蝕壽命。
7、與火焰噴涂相比，電弧噴涂的結(jié)合力與生產(chǎn)效率均為火焰噴涂的2倍以上，成本低廉，工藝穩(wěn)定，施工方便。
(二) 電弧噴涂設(shè)備的特點(diǎn)
電弧噴涂設(shè)備具有噴涂涂層質(zhì)量好、致密度高、結(jié)合力強(qiáng)、噴涂效率高、高效節(jié)能、操作簡便安全等特點(diǎn)，可噴涂鋅、鋁、不銹鋼、銅等金屬絲材，應(yīng)用于各種防腐工程和機(jī)械維
修。
該設(shè)備具有如下幾個顯著特點(diǎn)：
1、噴涂效率高：該型電弧噴涂設(shè)備每小時可噴鋅25－35kg，是傳統(tǒng)線材火焰噴涂效率
的2－4倍。
2、涂層質(zhì)量好：該系列電弧噴涂設(shè)備，采用目前世界公認(rèn)的先進(jìn)技術(shù)－雙霧化、封閉式噴嘴，噴出的霧化粒子溫度高、飛行速度快、涂層致密、均勻，涂層的物理性能(如密度、
結(jié)合強(qiáng)度)均優(yōu)于傳統(tǒng)的線材火焰噴涂層。
3、操作方便、安全：該系列電弧噴涂設(shè)備體積小，移動靈活；噴槍的重量僅1公斤，大大降低了人的勞動強(qiáng)度，操作非常方便；該設(shè)備輸出空載電壓在40V以下，非常安全。
4、噴涂時工件不變形：由于以高壓空氣為動力，使工件在噴涂時受熱很輕微，保證了

工件在噴涂時不變形。

二、電弧噴涂技術(shù)新發(fā)展
1、熔滴速度
高速電弧噴涂技術(shù)(HVAS)是20世紀(jì)90年代開發(fā)出的先進(jìn)熱噴涂技術(shù)，因其熔滴飛行速度的大幅度提高(達(dá)到350m/s)和霧化效果的進(jìn)一步改善，從而制備出與等離子噴涂相近的
高結(jié)合強(qiáng)度、低孔隙率的高質(zhì)量涂層，大大拓寬了電弧噴涂的應(yīng)用領(lǐng)域。
電弧噴涂涂層的性能受到多種因素的影響，其所具有的快速凝固組織與霧化過程中熔滴的動力學(xué)及熱傳輸有密切關(guān)系。對霧化過程的動力學(xué)和熱傳輸行為進(jìn)行分析，不僅是選擇噴涂工藝參數(shù)的重要依據(jù)，也有助于正確地理解高速電弧噴涂涂層組織的形成與演變機(jī)制。但由于試驗(yàn)技術(shù)的限制，難以用實(shí)測方法獲得熔滴溫度、冷卻速度等熱傳輸參數(shù)，通常采用理論模型進(jìn)行數(shù)值模擬計算，而確定霧化氣流速度和熔滴速度是進(jìn)行模擬計算的前提條件。
2、金屬電弧噴涂
金屬噴涂是用壓縮氣體將熔融狀態(tài)的金屬霧化成微粒，噴涂沉積在預(yù)先準(zhǔn)備的工件表
面上，形成一完整的金屬覆蓋層。一般來說，金屬噴涂主要有三方面用途：
(1) 用于抗腐蝕、抗高溫氧化或耐磨損等防護(hù)性涂層；
(2) 用于修復(fù)零件尺寸，如由于大范圍磨蝕或局部機(jī)械加工錯誤而造成構(gòu)件幾何尺寸的
不足，可通過金屬噴涂予以修復(fù)；
(3) 用表面噴涂金屬的非金屬材料來代替金屬制造設(shè)備或部件。金屬電弧噴涂是利用交流或直流電弧熔化不斷進(jìn)給的金屬噴絲，再由壓縮空氣通過噴嘴使之霧化并噴射到工件表
面，該噴涂工藝的主要裝置稱為金屬電弧噴涂槍。
俄羅斯的ВНИИТУВИД研究所多年來一直從事金屬電弧噴涂的工藝和設(shè)備研究工作，目前它在總結(jié)、吸收國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研制成功一種高效能的M-5型電弧噴涂槍。它與同類裝置相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：噴射角減小到13°，使噴料利用率提高25%，對于φ2.4mm噴絲，噴涂過程中的重量消耗可減少30～40%；直徑超過100mm的圓柱狀套形零件，其內(nèi)表面的噴涂深度可達(dá)400mm；該設(shè)備采用可拆卸結(jié)構(gòu)，且零部件的拆裝操作比較簡單，

因此其維護(hù)性良好；通過控制臺進(jìn)行設(shè)備操作簡易、方便。

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