專利名稱：一種手持式氣冷等離子炬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及等離子熔覆設(shè)備，特別是一種手持式氣冷等離子炬。
二背景技術(shù)：
隨著材料科學(xué)和電源技術(shù)的不斷發(fā)展，等離子熔覆技術(shù)在金屬材料表面改性方面 的應(yīng)用越來越廣泛，生產(chǎn)工藝和設(shè)備越來越多，技術(shù)也越來越先進(jìn)，等離子炬是該類設(shè)備上 的一個(gè)重要部件。等離子炬的品種很多，其中有許多產(chǎn)品是專利產(chǎn)品，這些產(chǎn)品均是用于 大型機(jī)械化或數(shù)控設(shè)備，如已公開的專利CN201185505Y、CN2430240Y,200420097160. 4，它 們都是由鎢極、噴嘴、氣路、粉路、水冷卻管路等組成，體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且均是利用高頻 率(150 200kHz)和高電壓(6000 10000V)引弧，雖然山東省某大學(xué)和武漢某研究所 研制的手持式熔覆設(shè)備的體積略有縮小，應(yīng)用靈活，但是，所用的離子炬同樣是利用高頻率 (150 200kHz)和高電壓(6000 10000V)引弧。這兩種手持熔覆設(shè)備是用手持著等離 子炬完成熔覆工作的，所以引弧時(shí)的高頻高壓對(duì)持炬人的人身安全直接構(gòu)成威脅，稍有不 慎就有被電擊的危險(xiǎn)，另外，手持操作時(shí)炬與工件之間的距離也不好控制，高了不能引弧， 低了又容易碰極短路而燒壞噴嘴或鎢極，水冷卻方式給密封和絕緣帶來很多麻煩，不但結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，而且故障率也高，綜上所述，目前還沒有一種適用于手持操作，以氣體作為冷卻介 質(zhì)又無高頻高壓危險(xiǎn)，并能接觸引弧完成熔覆工作的等離子炬。因此，技術(shù)上的創(chuàng)新勢(shì)在必 行。
三
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型的目的就是提供由氣體冷卻、直 流、低電壓(75V)并可接觸引弧的一種手持式氣冷等離子炬，可有效解決現(xiàn)有等離子炬結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，手持操作困難，危害人身安全的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，導(dǎo)電管的前端有導(dǎo)電盤，導(dǎo)電盤前部有石墨電極座，石 墨電極座的前端有空心石墨電極，導(dǎo)電管、導(dǎo)電盤、石墨電極座和空心石墨電極構(gòu)成電流通 路，送粉管穿過導(dǎo)電管內(nèi)部和導(dǎo)電盤上的中心孔相連通，導(dǎo)電盤和石墨電極座相連通，送粉 管、導(dǎo)電盤、石墨電極座和空心石墨電極構(gòu)成粉路，冷卻氣管插入導(dǎo)電管內(nèi)，與導(dǎo)電盤、石墨 電極座構(gòu)成冷卻氣路。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎、獨(dú)特，用氣體冷卻代替水冷卻，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，體積小、重量 輕，用直流低電壓(75V)取代高頻率(150 200kHz)高電壓(6000 10000V)，有效解決了 現(xiàn)有等離子炬結(jié)構(gòu)復(fù)雜、手持操作不易撐握，及存在高頻高壓的危險(xiǎn)問題，從而降低制造成 本和操作難度，提高熔覆效率，保證操作使用安全。
四
附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說明。由附圖所示，本實(shí)用新型導(dǎo)電管3的前端有導(dǎo)電盤5，導(dǎo)電盤前部有石墨電極座6， 石墨電極座的前端有空心石墨電極7，導(dǎo)電管、導(dǎo)電盤、石墨電極座和空心石墨電極構(gòu)成電 流通路，送粉管2穿過導(dǎo)電管內(nèi)部和導(dǎo)電盤上的中心孔相連通，導(dǎo)電盤和石墨電極座相連 通，送粉管、導(dǎo)電盤、石墨電極座和空心石墨電極構(gòu)成粉路，冷卻氣管1插入導(dǎo)電管內(nèi)，與導(dǎo) 電盤、石墨電極座構(gòu)成冷卻氣路。為了保證使用效果，所說的導(dǎo)電管3與導(dǎo)電盤5焊接在一起，導(dǎo)電盤5與石墨電極 座6由螺紋連接在一起，空心石墨電極7置入石墨電極座6的錐形孔內(nèi)；所說的送粉管2的 一端穿過導(dǎo)電管3內(nèi)部經(jīng)螺紋和導(dǎo)電盤5連接，另一端和導(dǎo)電管3以及冷卻氣管1密封焊接 在一起，并露出導(dǎo)電管3的外面；所說的石墨電極座6上有增加冷卻面積的孔和溝槽，冷卻 氣管插入導(dǎo)電管內(nèi)IOmm士 1. Omm和導(dǎo)電管3、送粉管2密封焊接在一起，冷卻氣管1的另一 端露在導(dǎo)電管3的外面，導(dǎo)電管3的外面裝有絕緣手柄4 ；所說的冷卻氣管內(nèi)有冷卻氣，冷 卻氣是壓縮的空氣、二氧化碳?xì)怏w、氮?dú)?、氬氣中的一種以及兩種或兩種以上的混合氣體; 所說的冷卻氣管1、送粉管2、導(dǎo)電管3、導(dǎo)電盤5為銅、鐵、鋁、不銹鋼的一種或合金材料制 成的圓形或方形；所說的石墨電極座6和空心石墨電極7為石墨、碳棒材料制成的圓形或方 形。本實(shí)用新型的工作情況是將導(dǎo)電管3與直流電源的一個(gè)電極相連接，將被熔覆 的金屬工件和直流電源的另外一個(gè)電極相連接(連接等離子炬和工件的正負(fù)極可以互換) 電流經(jīng)過導(dǎo)電管3、導(dǎo)電盤5、石墨電極座6送至空心石墨電極7 ；將送粉管2與送粉器相連 接，金屬粉末經(jīng)過送粉管2、導(dǎo)電盤5、石墨電極座6由空心石墨電極7噴出；將冷卻氣管與 冷卻氣氣源相連接，冷卻氣經(jīng)冷卻氣管1、導(dǎo)電管3和送粉管2之間的空隙，送至導(dǎo)電盤5和 石墨電極座6，對(duì)導(dǎo)電管3、送粉管2、導(dǎo)電盤5和石墨電極座6進(jìn)行冷卻后經(jīng)石墨電極座6 排向大氣。一切準(zhǔn)備就緒后，手持絕緣手柄4將空心石墨電極7對(duì)工件短路引弧，引弧后移 動(dòng)等離子炬，在等離子能量束的照射下瞬間在金屬工件表面形成熔池，同時(shí)將送達(dá)熔池的 金屬粉末熔化，隨著炬的移動(dòng)，即可在工件表面形成牢固的耐磨蝕的熔覆層。在熔覆中，空 心石墨電極7逐漸被燒損，當(dāng)短至不能繼續(xù)使用時(shí)，從石墨電極座6上取下尾段再換上一只 新的空心石墨電極即可繼續(xù)工作。由以上情況可以看出，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果1、本實(shí)用新型用壓縮氣體(壓縮空氣為首選)作為冷卻介質(zhì)取代水冷卻，不但簡(jiǎn) 化了整體結(jié)構(gòu)，還使其更適用于高寒冷地區(qū)使用；2、空心石墨電極在直流低電壓下即可完成接觸引弧和熔覆工作，使復(fù)雜的等離子 熔覆過程變成象普通電焊一樣簡(jiǎn)單；3、用直流低壓取代了高頻高壓，極大地提高了操作者的安全性；4、熔覆速度快，且單次熔覆層寬(可達(dá)25mm)，所以熔覆效率高；5、電流通路、粉路、冷卻氣路相互借用，最大限度地簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，使其體積小、重量 輕、制造成本低；6、熔覆層和工件呈為牢固的深度冶金結(jié)合。本實(shí)用新型將電流通路、粉路、冷卻氣路集成在一起，互相借用，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，操作簡(jiǎn)單、安全，更方便在現(xiàn)場(chǎng)或狹小的空間里對(duì)金屬工件進(jìn)行耐磨蝕強(qiáng)化處理，使復(fù)雜的等離 子熔覆過程變得如同普通電焊一樣簡(jiǎn)單。
權(quán)利要求一種手持式氣冷等離子炬，其特征在于，導(dǎo)電管(3)的前端有導(dǎo)電盤(5)，導(dǎo)電盤前部有石墨電極座(6)，石墨電極座的前端有空心石墨電極(7)，導(dǎo)電管、導(dǎo)電盤、石墨電極座和空心石墨電極構(gòu)成電流通路，送粉管(2)穿過導(dǎo)電管內(nèi)部和導(dǎo)電盤上的中心孔相連通，導(dǎo)電盤和石墨電極座相連通，送粉管、導(dǎo)電盤、石墨電極座和空心石墨電極構(gòu)成粉路，冷卻氣管(1)插入導(dǎo)電管內(nèi)，與導(dǎo)電盤、石墨電極座構(gòu)成冷卻氣路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式氣冷等離子炬，其特征在于，所說的導(dǎo)電管(3)與導(dǎo)電 盤(5)焊接在一起，導(dǎo)電盤(5)與石墨電極座(6)由螺紋連接在一起，空心石墨電極(7)置 入石墨電極座(6)的錐形孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式氣冷等離子炬，其特征在于，所說的送粉管(2)的一端 穿過導(dǎo)電管⑶內(nèi)部經(jīng)螺紋和導(dǎo)電盤(5)連接，另一端和導(dǎo)電管(3)以及冷卻氣管⑴密 封焊接在一起，并露出導(dǎo)電管(3)的外面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式氣冷等離子炬，其特征在于，所說的石墨電極座(6) 上有增加冷卻面積的孔和溝槽，冷卻氣管插入導(dǎo)電管內(nèi)IOmm士 1.0mm和導(dǎo)電管(3)、送粉管 (2)密封焊接在一起，冷卻氣管(1)的另一端露在導(dǎo)電管(3)的外面，導(dǎo)電管(3)的外面裝 有絕緣手柄(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式氣冷等離子炬，其特征在于，所說的冷卻氣管(1)、送 粉管(2)、導(dǎo)電管(3)、導(dǎo)電盤(5)為銅、鐵、鋁、不銹鋼的一種或合金材料制成的圓形或方形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式氣冷等離子炬，其特征在于，所說的石墨電極座(6)和 空心石墨電極(7)為石墨、碳棒材料制成的圓形或方形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及手持式氣冷等離子炬，有效解決現(xiàn)有等離子炬結(jié)構(gòu)復(fù)雜，手持操作困難，危害人身安全的問題，其結(jié)構(gòu)是，導(dǎo)電管的前端有導(dǎo)電盤，導(dǎo)電盤前部有石墨電極座，石墨電極座的前端有空心石墨電極，導(dǎo)電管、導(dǎo)電盤、石墨電極座和空心石墨電極構(gòu)成電流通路，送粉管穿過導(dǎo)電管內(nèi)部和導(dǎo)電盤上的中心孔相連通，導(dǎo)電盤和石墨電極座相連通，送粉管、導(dǎo)電盤、石墨電極座和空心石墨電極構(gòu)成粉路，冷卻氣管插入導(dǎo)電管內(nèi)，與導(dǎo)電盤、石墨電極座構(gòu)成冷卻氣路，本實(shí)用新型用氣體冷卻代替水冷卻，體積小、重量輕，用直流低電壓取代高頻率高電壓，有效解決了現(xiàn)有等離子炬結(jié)構(gòu)復(fù)雜、手持操作不易撐握，及存在高頻高壓的危險(xiǎn)問題，提高熔覆效率，保證操作使用安全。
文檔編號(hào)C23C24/10GK201626983SQ20102012618
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者劉鳴放, 吳雙印, 楊炳, 王星, 王春林, 王紅英 申請(qǐng)人:河南省煤科院耐磨技術(shù)有限公司