軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明中，使熔融的噴鍍材料不會附著在等離子產(chǎn)生室內(nèi)及電極以及等離子射流噴射孔，另外，熱效率良好地熔融從噴鍍材料噴射孔噴出的噴鍍材料，提高成品率，進(jìn)而，不會因噴鍍材料的粒徑、質(zhì)量等的不同，使得在等離子火焰外周部反射或在等離子火焰穿過而飛散。本發(fā)明中，陰極電極（8）和陽極噴嘴（2）配設(shè)一對，在前述陽極噴嘴前面（3）設(shè)置3個(gè)以上的多個(gè)等離子射流噴出孔（4），且在被前述噴出孔（4）包圍的中心設(shè)置噴鍍材料噴出孔（5）。將噴鍍材料從前述噴出孔（5）噴出，投入復(fù)合等離子弧（31）或復(fù)合等離子射流（32）的軸心。
【專利說明】軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置。
【背景技術(shù)】
[0002](I)以往的等離子噴鍍裝置中的噴鍍材料的供給方法中，相對于形成在噴嘴的前方的等離子弧或等離子射流從直角方向投入的外部供給方法為主流，但是，該方式存在在噴鍍材料的粒徑和質(zhì)量小的情況下，在到達(dá)等離子弧或等離子射流的中心前被彈開，另外，在粒徑和質(zhì)量大的情況下，由于在等離子弧或等離子射流穿過，所以，使用材料的成品率差這樣的問題。
[0003]最近，要求利用亞微粒子、納米粒子的懸濁液材料、有機(jī)金屬化合物的液體材料，但是，在以往的外部供給方法中，由于成品率明顯變差，所以，存在這些材料不能作為噴鍍材料使用這樣的問題。
[0004]另外，以提高噴鍍皮膜的致密性、緊貼力為目的，等離子噴鍍裝置被要求噴鍍材料粒子的飛行速度的高速化，在以往的外部供給方法中，越是高速化，在到達(dá)等離子弧或等離子射流的中心前被彈開的噴鍍材料粒子的比例越是增加，因此，存在不能高速化這樣的問題。
[0005](2)作為解決這些問題的方式，公知的是在噴嘴內(nèi)的等離子產(chǎn)生室內(nèi)，供給噴鍍材料，使熔融的噴鍍材料與等離子射流一起從等離子射流噴出孔噴出的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置(例如，參見專利文獻(xiàn)1、2)。
[0006]但是，在這些專利文獻(xiàn)1、2的情況下，由于噴鍍材料的熔融在噴嘴內(nèi)的等離子產(chǎn)生室內(nèi)進(jìn)行，所以，存在熔融的噴鍍材料附著在等離子產(chǎn)生室內(nèi)及電極前端以及等離子射流噴出孔，不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，且飛沫附著在制品上這樣的問題。
[0007]另外，由于噴鍍材料從等離子射流噴出孔以超高速噴出，所以，存在該噴出孔的磨損嚴(yán)重，噴嘴的消耗率升高這樣的問題。
[0008]再有，由于等離子產(chǎn)生室內(nèi)因供給到等離子產(chǎn)生室內(nèi)的等離子氣體而高壓化，所以，在向等離子產(chǎn)生室內(nèi)供給噴鍍材料的情況下，背壓作用于噴鍍材料供給機(jī)，存在有必要進(jìn)行材料供給機(jī)的耐壓設(shè)計(jì)這樣的問題。
[0009]另外，專利文獻(xiàn)3介紹了通過將等離子射流噴出孔分割為多個(gè)，且將該分割的噴出孔平行地配置來謀求擴(kuò)大皮膜形成面積的等離子噴鍍裝置，但是，在該等離子噴鍍裝置的情況下，也存在與上述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置相同的問題。
[0010](3)專利文獻(xiàn)4、5、6公開了在具有2個(gè)?4個(gè)陰電極和與之成對的2個(gè)?4個(gè)陽極噴嘴的等離子噴鍍裝置中，使從各自的陽極噴嘴出來的等離子火焰(也稱為等離子射流)集中在I點(diǎn)的情況。
[0011]但是，在前述專利文獻(xiàn)4?6的等離子噴鍍裝置中，由于隨著噴鍍時(shí)間而產(chǎn)生的陰極噴嘴及陽極噴嘴的損傷狀況的不平衡、工作氣體量的不平衡，使得在集中在I點(diǎn)后的等尚子火焰的方向和被噴射的噴鍍材料的方向產(chǎn)生偏移，沒有充分進(jìn)行熱交換，存在未被熔融的噴鍍材料向周圍飛散，成品率明顯低下這樣的問題。
[0012]另外，由于冷卻多個(gè)陰電極、陽極噴嘴，所以，冷卻通路變得復(fù)雜，因此，冷卻水的能量損失變大，另外，還存在維護(hù)作業(yè)也非常花費(fèi)勞力和時(shí)間這樣的問題。
[0013]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)
[0015]專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-231498號公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-043341號公報(bào)
[0017]專利文獻(xiàn)3:日本特開平07-034216號公報(bào)
[0018]專利文獻(xiàn)4:專利第4449645號公報(bào)
[0019]專利文獻(xiàn)5:日本特開昭60-129156號公報(bào)
[0020]專利文獻(xiàn)6:日本特公平04-055748號公報(bào)
[0021]本發(fā)明借鑒了上述情況，以不使熔融的噴鍍材料附著在等離子產(chǎn)生室內(nèi)及電極以及等尚子射流噴出孔為目的。其它的目的是將從噴鍍材料噴射孔噴出的噴鍍材料熱效率良好地熔融，謀求提高成品率。另外的其它目的是消除因噴鍍材料的粒徑、質(zhì)量等的不同，使得在等離子火焰外周部反射飛散或穿過并飛散的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022](I)該發(fā)明的特征在于，在具有陰極電極和陽極噴嘴以及等離子氣體供給構(gòu)件及噴鍍材料供給構(gòu)件的等離子焊槍中，前述陰極電極和前述陽極噴嘴配設(shè)一對，在前述陽極噴嘴上，在以其軸心為中心點(diǎn)的同心圓線上，隔開間隔設(shè)置3個(gè)以上等離子射流噴出孔，使等離子射流及等離子弧分支，在前述陽極噴嘴的前端面，在由前述等離子射流噴出孔包圍的中心部設(shè)置噴鍍材料噴出孔。
[0023](2)特征在于，該發(fā)明的前述等離子射流噴出孔，為了在前述噴嘴的前方，在該噴嘴的軸心上的交點(diǎn)與從前述各等離子射流噴出孔噴出的等離子射流或等離子弧相交而傾斜。
[0024](3)特征在于，該發(fā)明的前述各等離子射流噴出孔，為了在從該等離子射流噴出孔噴出的等離子射流達(dá)到基材為止的期間不在前述陽極噴嘴的軸心上的一點(diǎn)相交，而與前述軸心平行或大致平行地形成。
[0025](4)該發(fā)明的特征在于，將等離子焊槍內(nèi)的等離子產(chǎn)生室劃分為前室和后室，并分別設(shè)置等離子氣體供給構(gòu)件。特征在于，該發(fā)明的等離子氣體供給構(gòu)件被構(gòu)成為通過在等離子產(chǎn)生室內(nèi)歪向切線方向設(shè)置，而在從前述等離子氣體供給構(gòu)件供給的等離子氣體中產(chǎn)生回旋流。
[0026](5)特征在于，在該發(fā)明的前述陽極噴嘴的前方配設(shè)副等離子焊槍，使其軸心線與主焊槍的軸心線交叉。特征在于，該發(fā)明的前述副等離子焊槍被配設(shè)成，在前述主焊槍的等離子射流或等離子弧的交點(diǎn)或其近旁，與副等離子射流或副等離子弧相交。
[0027](6)特征在于，該發(fā)明的前述副等離子焊槍配設(shè)多個(gè)。特征在于，該發(fā)明的前述副等離子焊槍的配設(shè)個(gè)數(shù)與主焊槍的等離子射流噴出孔的數(shù)量相同。特征在于，該發(fā)明的前述等離子射流噴出孔配設(shè)3個(gè)，副等離子焊槍配設(shè)3個(gè)。特征在于，該發(fā)明的從前述各等離子射流噴出孔噴出的各等離子弧與最近的前述副等離子焊槍的副等離子弧連續(xù)，形成發(fā)夾弧，前述各發(fā)夾弧沒有相互交叉，而是獨(dú)立。
[0028](7)特征在于，該發(fā)明的前述副等離子焊槍的軸心線相對于主等離子焊槍的軸心線為垂直狀或向后方傾斜。特征在于，在該發(fā)明的前述陽極噴嘴的前端設(shè)置超高速噴嘴。特征在于，該發(fā)明的前述噴鍍材料供給構(gòu)件具備多個(gè)噴鍍材料供給孔。特征在于，使該發(fā)明的前述陰極電極及陽極電極的極性為相反的極性。
[0029]發(fā)明效果
[0030]上述的本發(fā)明的效果如下。
[0031 ] (I)通過構(gòu)成為不將噴鍍材料向等離子產(chǎn)生室內(nèi)供給，而是從噴嘴的前端先向等離子射流或等離子弧的中心供給(投入)，熔融的噴鍍材料不會附著在等離子產(chǎn)生室內(nèi)及電極以及等離子射流噴出孔。因此，能夠謀求連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，且飛沫不會附著在制品。以此，可以進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，且由于噴鍍材料噴出孔沒有位于等離子產(chǎn)生室內(nèi)，所以，背壓沒有作用在噴鍍材料供給機(jī)側(cè)，以此，沒有必要進(jìn)行耐壓設(shè)計(jì)，且能夠謀求提高噴嘴的耐久性。
[0032](2)通過付與等離子噴出孔傾斜角，使等離子射流或等離子弧在噴嘴的前方以一點(diǎn)相交，從噴鍍材料噴出孔噴出的噴鍍材料被包入該等離子射流或等離子弧，被均勻地加熱并熔融，因此，熱效率高，且可進(jìn)行高成品率的噴鍍。
[0033](3)由于將噴鍍材料投入等離子射流或等離子弧的軸心高溫區(qū)域，所以，不存在因噴鍍材料的粒徑、質(zhì)量的不同，使得在等離子火焰外周部反射飛散或在等離子火焰穿過并飛散的情況，因此，減少了噴鍍材料的制造工程中的形成顆粒、分級的必要，能夠使用廉價(jià)的噴鍍材料。另外，并不限于粉體，也能夠任意使用液體狀的噴鍍材料。
[0034](4)因?yàn)楦鞯入x子射流噴出孔為了在到從該等離子射流噴出孔噴出的等離子射流達(dá)到基材為止的期間，不會在前述陽極噴嘴的軸心上的一點(diǎn)相交，而與前述軸心平行或大致平行地被形成，所以，從該等離子射流噴出孔噴出的等離子射流成為圓筒狀，且朝向基材行進(jìn)。因此，從噴鍍材料噴出孔噴射的噴鍍材料在剛剛噴射后，不會直接與等離子射流接觸，能夠在由分支的等離子射流包入的空間，一面被抑制與大氣的接觸，一面去向基材。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的剖視圖。
[0036]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的剖視圖。
[0037]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的剖視圖。
[0038]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例4的剖視圖。
[0039]圖5是表不本發(fā)明的實(shí)施例5的剖視圖。
[0040]圖6是表示前述實(shí)施例5的復(fù)合焊槍的側(cè)視圖。
[0041]圖7是前述實(shí)施例5的作為主焊槍的等離子氣體供給構(gòu)件的噴射孔的放大剖視圖。
[0042]圖8是前述實(shí)施例5的陽極噴嘴的等離子射流噴出孔的放大縱剖視圖。
[0043]圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施例6的剖視圖。
[0044]圖10是前述實(shí)施例6的側(cè)視圖。
[0045]圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施例7的縱剖視圖。
[0046]圖12是前述實(shí)施例7的復(fù)合焊槍的側(cè)視圖。[0047]圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施例8的縱剖視圖。
[0048]圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施例9的縱剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]實(shí)施例1
[0050]本發(fā)明的實(shí)施例1是涉及被稱為一級式單焊槍的噴鍍裝置。圖1中，符號I是作為有關(guān)本發(fā)明的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置的焊槍，具備一對陰極電極和陽極噴嘴，即、I個(gè)陰極電極8和I個(gè)陽極噴嘴(陽極電極)2。前述陰極電極8被形成在該焊槍I的后端部，前述陽極噴嘴2被形成在其前端部。
[0051]而且，在該陽極噴嘴2的前端面3，在同心圓線上隔開間隔在3個(gè)部位設(shè)置等離子射流噴出孔4，且分別付與該等離子射流噴出孔4傾斜角，以便在通過前述同心圓的中心的軸心的一點(diǎn)(交點(diǎn))P，與從前述等離子射流噴出孔4噴出的等離子射流12相交。
[0052]5是被設(shè)置在配置了前述等離子射流噴出孔4的同心圓的中心的噴鍍材料噴出孔，從與噴鍍材料供給機(jī)(未圖示出)連結(jié)的噴鍍材料供給孔6向該噴鍍材料噴出孔5供給噴鍍材料。
[0053] 7是在前述陽極噴嘴2內(nèi)，形成在前述等離子射流噴出孔4的后方的等離子產(chǎn)生室，在該等離子產(chǎn)生室7內(nèi)的中心設(shè)置陰極電極8，若將開關(guān)13閉合，則從電源10向陽極噴嘴2和陰極電極8之間施加高電流?低電壓，據(jù)此，在陰極電極8的前方形成等離子弧11，該等離子弧11被分割(分支)并侵入前述多個(gè)等離子射流噴出孔4，由前述噴出孔4噴出，形成在該噴出孔4的先前的交點(diǎn)P相交的等離子射流12。
[0054]9是向前述等離子產(chǎn)生室7內(nèi)供給等離子氣體(例如，惰性氣體)的等離子氣體供給構(gòu)件，在本實(shí)施例1中，設(shè)法通過在等離子產(chǎn)生室7內(nèi)使噴射孔9a向切線方向傾斜，在等離子產(chǎn)生室7內(nèi)產(chǎn)生回旋流，形成穩(wěn)定的等離子弧11。符號15是絕緣墊片，33是熔融的噴鍍材料的噴射方向。
[0055]另外，在本實(shí)施例1中，形成3個(gè)同一形狀的等離子射流噴出孔4，但是，該數(shù)量在3個(gè)以上，8個(gè)左右以下實(shí)用，沒有特別限定。另外，前述噴出孔4的傾斜角通過設(shè)計(jì)，根據(jù)使交點(diǎn)P在噴嘴前端面3的前方的哪個(gè)位置來決定。再有，前述噴出孔4等間隔地被配置在同心圓線上，但是，該間隔可以根據(jù)需要適宜變更。
[0056]實(shí)施例2
[0057]本實(shí)施例2如圖2所示，是將形成在陽極噴嘴2內(nèi)的等離子產(chǎn)生室I內(nèi)除中心部外劃分為前室7a和后室7b這二室，在各自的室7a、7b內(nèi)設(shè)置等離子氣體供給構(gòu)件的噴出孔9a、9b，且將陰極電極8設(shè)置在前室7a側(cè)的例。
[0058]在本實(shí)施例2中，具有通過將等離子產(chǎn)生室7分為前室7a和后室7b來形成，能夠提高等離子弧11的輸出，且向后室7b供給的等離子氣體能夠使用廉價(jià)的壓縮空氣、氮?dú)獾忍卣?。在本?shí)施例2中，陽極噴嘴2由前室7a側(cè)的噴嘴部2a和后室7側(cè)的噴嘴部2b構(gòu)成。
[0059]另外，在圖2中，與圖1相同的符號針對相同的結(jié)構(gòu)和發(fā)揮相同的作用的部件，為了避免重復(fù)，這里，省略說明。
[0060]實(shí)施例3
[0061]本實(shí)施例3如圖3所示，是配置副等離子焊槍(也有單稱副焊槍的情況)51，使副等離子射流62在實(shí)施例1中說明的焊槍I的前方，相對于主等離子射流12a的交點(diǎn)P從直角方向合流的復(fù)合焊槍的例，該副焊槍51的噴嘴64被設(shè)定為陰極(陰極電極)，副焊槍電極56被設(shè)定為陽極(陽極電極)，且通過設(shè)置該副焊槍51，能夠由來自主等離子焊槍(也有單稱主焊槍的情況)Ia側(cè)的主等離子弧Ila和副等離子弧61，在交點(diǎn)P及其前方(近旁)形成復(fù)合等離子弧31。
[0062]另外，除副焊槍51相對于交點(diǎn)P在直角方向以外，也可以使副焊槍51略微歪向后方。另外，雖然最好設(shè)定成從副焊槍51噴出的副等離子弧61在交點(diǎn)P與主等離子弧Ila合流，但是，些許向前后方向偏移也沒有問題。
[0063]在上述的副焊槍51的情況下，沒有噴鍍材料供給構(gòu)件，再有，副等離子射流噴出孔54在中心(軸心)僅是I個(gè)。
[0064]在該復(fù)合焊槍中，通過由副焊槍51形成的副等離子弧61與形成在主焊槍Ia的陽極噴嘴2的前方的主等離子弧Ila連續(xù)來形成復(fù)合等離子弧31，能夠向該復(fù)合等離子弧31的軸心直接供給噴鍍材料，因此，該材料長時(shí)間停留在前述等離子弧31的中心，熔融率提聞。
[0065]圖3中，符號13b、13c是開關(guān)，32是復(fù)合等離子射流，50是副電源，53是開關(guān)，57是等離子產(chǎn)生室，59是等離子氣體供給構(gòu)件，65是絕緣墊片。
[0066]在表不本實(shí)施例3的圖3中，與圖1相同的符號針對相同的結(jié)構(gòu)和發(fā)揮相同的作用的部件，為了避免重復(fù)，這里，省略說明。
[0067]實(shí)施例4
[0068]本實(shí)施例4是在通過實(shí)施例2說明的二級式單焊槍中組合通過實(shí)施例3說明的副焊槍51的復(fù)合焊槍的例，為的是通過實(shí)施例2、3說明的作用效果的相輔相成。
[0069]圖4中，與圖1?圖3的符號相同的符號針對相同的結(jié)構(gòu)和發(fā)揮相同的作用的部件，為了避免重復(fù)，這里，省略說明。
[0070]運(yùn)轉(zhuǎn)例
[0071]上面說明的實(shí)施例1?4的運(yùn)轉(zhuǎn)例表示如下。
[0072](I)實(shí)施例1的運(yùn)轉(zhuǎn)例
[0073]圖1單級、單焊槍的情況下
[0074]噴鍍皮膜:陶瓷噴鍍皮膜
[0075]電流、電壓、輸出:800AX90V=72kw
[0076]氣體種類、氣體量:気(25L/min)、氫(60L/min)
[0077](2 )實(shí)施例2的運(yùn)轉(zhuǎn)例
[0078]圖22級、單焊槍的情況下
[0079]噴鍍皮膜:陶瓷噴鍍皮膜
[0080]電流、電壓、輸出:480AX150V=72kw
[0081]氣體種類、氣體量:気(25L/min)、氫(60L/min)
[0082](3 )實(shí)施例3的運(yùn)轉(zhuǎn)例
[0083]圖3單級、具有副焊槍的復(fù)合焊槍的情況下
[0084]噴鍍皮膜:陶瓷噴鍍皮膜
[0085]電流、電壓、輸出:360AX200V=72kw[0086]氣體種類、氣體量:氬(80L/min)
[0087](4)實(shí)施例4的運(yùn)轉(zhuǎn)例
[0088]圖42級、具有副焊槍的復(fù)合焊槍的情況下
[0089]噴鍍皮膜:陶瓷噴鍍皮膜
[0090]電流、電壓、輸出:240AX300V=72kw
[0091]氣體種類、氣體量:氬(25L/min)、壓縮空氣(75L/min)
[0092]實(shí)施例5
[0093]本實(shí)施例5如圖5?圖8所示，是將前述實(shí)施例4中的I個(gè)副焊槍51增加到3個(gè)進(jìn)行配設(shè)的復(fù)合焊槍的例，為的是等離子弧及等離子射流的直行性、穩(wěn)定化。在圖5?圖8中，與圖4的符號相同的符號針對相同的結(jié)構(gòu)和發(fā)揮相同的作用，為了避免重復(fù)，這里，省略詳細(xì)的說明。另外，在圖5中，10A、10B、10C分別表示晶體管電源，S1, S2, S3分別表示開關(guān)。
[0094]在本實(shí)施例5中，在陽極噴嘴2b上，在周方向隔開等間隔設(shè)置3個(gè)等離子射流噴出孔4，但該噴出孔4的數(shù)量及配設(shè)間隔能夠根據(jù)需要適宜選擇。
[0095]前述各噴出孔4如圖8所示，相對于陽極噴嘴2的軸心2C傾斜角度0，但該傾斜角度e根據(jù)需要適宜選擇。例如，作為該傾斜角度e，采用4°或6°。因?yàn)榍笆鰢姵隹?由倒圓錐臺狀的入口 4a和與該入口 4a連續(xù)的直管狀的出口 4b構(gòu)成，所以，主等離子弧Ila及主等離子射流12a能夠容易地進(jìn)入該噴出孔4。在噴鍍材料噴出孔5配設(shè)I個(gè)噴鍍材料供給孔6，但該供給孔6的數(shù)量能夠根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)。例如，可以點(diǎn)對稱地配設(shè)一對前述供給孔6，從各供給孔6供給相互不同的噴鍍材料，進(jìn)行混合。
[0096]主焊槍Ia的噴射孔9a如圖7所示，在切線方向穿孔多個(gè)。為此，供給到該噴射孔9a的等離子氣體G—面被等離子產(chǎn)生室7a內(nèi)壁引導(dǎo)，一面在箭頭A9方向流動，成為回旋流，且從其它的噴射孔％供給到等離子產(chǎn)生室7b的等離子氣體也根據(jù)同樣的規(guī)則而成為回旋流。前述回旋流被分支進(jìn)入各等離子射流噴出孔4，一面在該噴射孔4內(nèi)回旋，一面前進(jìn)，此后，朝向交點(diǎn)P被噴射。
[0097]設(shè)置與主焊槍Ia的等離子射流噴出孔4相同數(shù)量，即3個(gè)副焊槍51。各副焊槍51在周方向隔開等間隔配設(shè)，并且，被配設(shè)成主焊槍Ia的軸心線和前述各副焊槍51的軸心線交叉。各副焊槍51的副等離子弧61通過將開關(guān)53a、53b、53c封閉(接通)而產(chǎn)生，但因?yàn)檫@些各副等離子弧61分別與最近的主焊槍Ia的等離子弧Ila連續(xù)，形成發(fā)夾狀的弧，即、所謂發(fā)夾弧，所以，形成從主焊槍Ia的陰極電極8的前端至副焊槍51的副焊槍電極56的陽極點(diǎn)的導(dǎo)電路。另外，前述各開關(guān)53a、53b、53c在形成前述發(fā)夾弧后，被打開(斷開)。
[0098]從噴鍍材料供給孔6供給的噴鍍材料從噴鍍材料噴出孔5朝向前述交點(diǎn)P被噴射，一面被加熱為高溫并熔融，一面被主等離子射流12a包著，并行進(jìn)，且被熔融了的噴鍍材料的粒子，即、熔融粒子與基材(被涂裝物)80碰撞，形成噴鍍皮膜70。此時(shí)，因?yàn)榍笆?條發(fā)夾弧在交點(diǎn)P交叉，成為一體，所以，復(fù)合等離子弧31及復(fù)合等離子射流32與副焊槍為I個(gè)的情況下(前述實(shí)施例4)相比，能夠更加穩(wěn)定。
[0099]實(shí)施例6
[0100]本實(shí)施例6如圖9、圖10所示，是使前述實(shí)施例2(圖2)中的各等離子射流噴出孔4平行或傾斜成平穩(wěn)的傾斜角度(大致平行)的單焊槍的例，為的是從各噴出孔4A噴出的等離子射流12A在到達(dá)基材80為止的期間，不會在焊槍I的陽極噴嘴2a、2b的軸心線2C上的一點(diǎn)相交的情況。另外，前述陽極噴嘴2a、2b的軸心(軸心線)2C位于主焊槍Ia的軸心(軸心線)上。圖9、圖10中，與圖2的符號相同的符號針對相同的結(jié)構(gòu)和發(fā)揮相同的作用，為了避免重復(fù)，這里，省略詳細(xì)的說明。
[0101]等離子射流噴出孔4A如圖10所示，在將噴鍍材料噴出孔5包圍的圓周上隔開間隔配設(shè)6個(gè)。前述噴出孔4A的間隔及配設(shè)個(gè)數(shù)能夠根據(jù)需要適宜選擇，例如，也可以等間隔設(shè)置4個(gè)。
[0102]前述各噴出孔4A與前述陽極噴嘴2a、2b的軸心2C平行地被配設(shè)，但并不必須平行，也可以大致平行地配設(shè)。即、也可以付與平緩的傾斜角度，以便使從各噴出孔4A噴出的等離子射流12A在到達(dá)基材80為止的期間，不會在前述陽極噴嘴2a、2b的軸心2C上的一點(diǎn)相交。該平穩(wěn)的傾斜角度例如選擇+2°?-2°，以便相對于前述陽極噴嘴2a、2b的軸心2C大致平行。
[0103]在本實(shí)施例中，從噴鍍材料噴出孔5噴出的噴鍍材料被等離子射流12A熔融，成為熔融粒子，與基材80碰撞，形成噴鍍皮膜70。此時(shí)，因?yàn)閲婂儾牧蠂姵隹?被設(shè)置在配設(shè)了等離子射流噴出孔4的圓的中心(軸心)，等離子射流噴出孔4A在前述同一圓周上隔開間隔被配設(shè)，所以，從各噴出孔4A噴出的等離子射流12A作為整體，一面成為縱截面圓筒狀，一面朝向基材80行進(jìn)。
[0104]另外，從前述噴鍍材料噴出孔5噴射的噴鍍材料在前述圓筒狀的等離子射流內(nèi)朝向基材80直行。為此，前述噴鍍材料在剛剛噴射后，不會直接與等離子射流接觸，能夠在由被分支的等離子射流12A包入的空間抑制與大氣的接觸。據(jù)此，即使是低融點(diǎn)、由于是微粒子，而僅需要小的熔融熱的噴鍍材料及若存在高的熔融熱，則因氧化、變態(tài)，使得機(jī)能劣化或升華而不能形成噴鍍皮膜的噴鍍材料，也可以形成所希望的噴鍍皮膜。
[0105]實(shí)施例7
[0106]本實(shí)施例7如圖11、圖12所示，是使前述實(shí)施例5 (圖5?圖8)中的各等離子射流噴出孔像前述實(shí)施例6 (圖9、圖10)那樣平行或傾斜(大致平行)平穩(wěn)的傾斜角度的復(fù)合焊槍的例，為的是從各噴出孔4A噴出的等離子弧Ila及等離子射流12a在到達(dá)基材80為止的期間不會在焊槍Ia的陽極噴嘴2a、2b的軸心2C上的一點(diǎn)相交的情況。圖11、圖12中，與圖5?圖10的符號相同的符號針對相同的結(jié)構(gòu)和發(fā)揮相同的作用，為了避免重復(fù)，這里，省略詳細(xì)的說明。
[0107]如圖12所示，主焊槍Ia的等離子射流噴出孔4A在圓周方向隔開等間隔配設(shè)3個(gè)，但這些噴出孔4A根據(jù)與前述實(shí)施例6相同的規(guī)則形成。另外，副焊槍51與主焊槍Ia的前述噴出孔4A的數(shù)量相應(yīng)地配設(shè)3個(gè)。
[0108]在本實(shí)施例中，因?yàn)楦鞲焙笜?1的副等離子弧61與從等離子射流噴出孔4A噴出的最近的主等離子弧Ila連續(xù)，分別形成發(fā)夾弧，所以，形成從主焊槍Ia的陰極電極8的前端至各副焊槍51的副焊槍電極56的陽極點(diǎn)的導(dǎo)電路。
[0109]這樣，前述各發(fā)夾弧被個(gè)別獨(dú)立地形成，被形成為從各等離子射流噴出孔4A噴出的各主等離子弧Ila不相互交叉。另外，被形成為從前述噴出孔4A噴出的各等離子射流12a在到與基材80碰撞為止也不相互交叉。
[0110]在本實(shí)施例中，從噴鍍材料供給孔6供給的噴鍍材料沒有直接進(jìn)入主等離子射流12a及主等離子弧11a，另外，能夠在由前述主等離子射流12a及前述主等離子弧Ila包入的空間，抑制與大氣的接觸。通過做成這樣，能夠得到與前述實(shí)施例6相同的效果。
[0111]實(shí)施例8
[0112]本實(shí)施例8如圖13所示，是將前述實(shí)施例4 (圖4)中的副焊槍51向后方傾斜地配設(shè)的復(fù)合焊槍的例，為的是等離子弧及等離子射流的直行性、穩(wěn)定化。圖13中，與圖4的符號相同的符號針對相同的構(gòu)造和發(fā)揮相同作用，為了避免重復(fù)，這里省略詳細(xì)的說明。
[0113]在該實(shí)施例中，副焊槍51相對于交點(diǎn)P，歪向后方，即、副焊槍電極56從主焊槍Ia離開的方向，其傾斜角度，即、各主焊槍Ia的軸心線和副焊槍51的軸心線的交叉角度被形成為45°。該傾斜角度能夠根據(jù)需要適宜選擇，例如，在35°~55°的范圍內(nèi)選擇采用。
[0114]另外，該實(shí)施例當(dāng)然也可以應(yīng)用在前述第三實(shí)施例(圖3)等。
[0115]實(shí)施例9
[0116] 本實(shí)施例9如圖14所示，是在前述實(shí)施例2中的單焊槍的陽極噴嘴2的前端面3連結(jié)了超聞速噴嘴90的單焊槍的例，為的是使等尚子射流為超聞速的情況。圖14中，與圖2的符號相同的符號針對相同的構(gòu)造和發(fā)揮相同的作用，為了避免重復(fù)，這里省略詳細(xì)的說明。
[0117]本實(shí)施例的超高速噴嘴90由從節(jié)流部91朝向入口側(cè)放射狀地?cái)U(kuò)開的上游側(cè)漏斗部93和從該節(jié)流部91朝向出口側(cè)放射狀地?cái)U(kuò)開的下游側(cè)漏斗部95構(gòu)成。前述上游側(cè)漏斗部93和下游側(cè)漏斗部95的軸方向的長度大致相同，但就其開口端的大小而言，是后者95被形成得大。圖14中，W表示向冷卻部供給的冷卻媒質(zhì)，12S表示超音速等離子射流。
[0118]在本實(shí)施例中，因?yàn)閺牡入x子射流噴出孔4噴出的等離子射流12進(jìn)入上游側(cè)漏斗部93，在被節(jié)流部91節(jié)流后，向下游側(cè)漏斗部95被排出，急速地?cái)U(kuò)開，所以，能夠使等離子射流12S為超音速。因此，能夠使熔融的噴鍍材料的熔融粒子的飛行速度為超音速，例如，音速的3~5倍，所以，能夠形成更致密、緊貼力高的高性能的噴鍍皮膜。
[0119]另外，該超高速噴嘴并非僅能夠利用在本實(shí)施例，當(dāng)然也可利用在前述實(shí)施例1
坐寸o
[0120]其它的實(shí)施例
[0121]本發(fā)明的實(shí)施例并不被上述限定，例如，也可以是下述那樣。
[0122](I)也可以使上述實(shí)施例中的單焊槍、復(fù)合焊槍的陰極電極及陽極電極的極性相反，g卩、使單焊槍中的陰極電極8 ?陽極噴嘴2、復(fù)合焊槍中的主焊槍的陰極電極8 ?陽極噴嘴2、副焊槍的副焊槍電極56 ?噴嘴64的極性相反。
[0123](2)在上述實(shí)施例的陽極噴嘴2的前端面3，替代在單數(shù)(I個(gè))的同心圓線上隔開間隔在3個(gè)部位設(shè)置等離子射流噴出孔4，而在隔開間隔形成的多個(gè)(2個(gè)以上)的同心圓線上，在周方向隔開間隔形成多個(gè)等離子射流噴出孔4。這樣一來，因?yàn)榈入x子火焰接近環(huán)狀，所以，能夠防止大氣的進(jìn)入。另外，前述各噴出孔4被配設(shè)成為鋸齒狀，但其排列的方法能夠根據(jù)需要適宜選擇。
[0124]產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
[0125]該發(fā)明作為表面改質(zhì)處理技術(shù)等被廣泛利用在產(chǎn)業(yè)中，例如，利用在液晶?半導(dǎo)體制造裝置零件、靜電卡盤、印刷用薄膜輥、航空器用渦輪葉片、燒制夾具、太陽能電池用發(fā)電元件、燃料電池用電解質(zhì)等。[0126]符號說明
[0127]1:焊槍；la:主焊槍；2:陽極噴嘴；4:等離子射流噴出孔；5:噴鍍材料噴出孔；7:等離子產(chǎn)生室；8:陰極電極；9:等離子氣體供給構(gòu)件；11:等離子??；12:等離子射流；31:復(fù)合等離子??；32:復(fù)合等離子射流；51:副焊槍；56:副焊槍電極；64:噴嘴。
【權(quán)利要求】
1.一種軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，在具有陰極電極和陽極噴嘴以及等離子氣體供給構(gòu)件及噴鍍材料供給構(gòu)件的等離子焊槍中， 前述陰極電極和前述陽極噴嘴配設(shè)一對， 在前述陽極噴嘴上，在以其軸心為中心點(diǎn)的同心圓線上，隔開間隔設(shè)置3個(gè)以上等離子射流噴出孔，使等離子射流及等離子弧分支， 在前述陽極噴嘴的前端面，在由前述等離子射流噴出孔包圍的中心部設(shè)置噴鍍材料噴出孔。
2.如權(quán)利要求1所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，前述等離子射流噴出孔，為了在前述噴嘴的前方，在該噴嘴的軸心上的交點(diǎn)與從前述各等離子射流噴出孔噴出的等離子射流或等離子弧相交而傾斜。
3.如權(quán)利要求1所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，前述各等離子射流噴出孔，為了在從該等離子射流噴出孔噴出的等離子射流達(dá)到基材為止的期間不在前述陽極噴嘴的軸心上的一點(diǎn)相交，而與前述軸心平行或大致平行地形成。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，將等離子焊槍內(nèi)的等離子產(chǎn)生室劃分為前室和后室，并分別設(shè)置等離子氣體供給構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，等離子氣體供給構(gòu)件被構(gòu)成為，通過在等離子產(chǎn)生室內(nèi)歪向切線方向設(shè)置，而在從前述等離子氣體供給構(gòu)件供給的等離子氣體中產(chǎn)生回旋流。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，在前述陽極噴嘴的前方配設(shè)副等離子焊槍，使其軸心線與主焊槍的軸心線交叉。
7.如權(quán)利要求6所述的`軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，前述副等離子焊槍被配設(shè)成，在前述主焊槍的等離子射流或等離子弧的交點(diǎn)或其近旁，與副等離子射流或副等離子弧相交。
8.如權(quán)利要求6所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，前述副等離子焊槍配設(shè)多個(gè)。
9.如權(quán)利要求8所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，前述副等離子焊槍的配設(shè)個(gè)數(shù)與主等離子焊槍的等離子射流噴出孔的數(shù)量相同。
10.如權(quán)利要求9所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，前述等離子射流噴出孔配設(shè)3個(gè)，副等離子焊槍配設(shè)3個(gè)。
11.如權(quán)利要求8、9或10所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，從前述各等離子射流噴出孔噴出的各等離子弧與最近的前述副等離子焊槍的副等離子弧連續(xù)，形成發(fā)夾弧，前述各發(fā)夾弧沒有相互交叉，而是獨(dú)立。
12.如權(quán)利要求8、9或10所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，前述副等離子焊槍的軸心線相對于主等離子焊槍的軸心線為垂直狀或向后方傾斜。
13.如權(quán)利要求1、2、3、6、7、8、9或10所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，在前述陽極噴嘴的前端設(shè)置超高速噴嘴。
14.如權(quán)利要求1、2、3、6、7、8、9或10所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，其特征在于，前述噴鍍材料供給構(gòu)件具備多個(gè)噴鍍材料供給孔。
15.如權(quán)利要求1、2、3、6、7、8、9或10所述的軸向進(jìn)給型等離子噴鍍裝置，使前述陰極.電極及陽極電極的極性為相反的極性。
【文檔編號】H05H1/42GK103492084SQ201280019605
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月12日
【發(fā)明者】豐田建藏 申請人:伸和工業(yè)株式會社