新型超音速電弧噴涂技術
EXCELLENT SUPERSONIC ARC SPRAYING TECHNOLOGY

       電弧噴涂（Arc Spraying），特別是超音速電弧噴涂 (Supersonic Arc Spraying) 是近年來發展起來的具有廣泛影響的熱噴涂技術之一，因此備受重視。
       新型的超音速電弧噴涂技術在傳統的超音速電弧噴涂技術基礎上進行了多方面的改進創新，結果顯著提高了超音速電弧噴涂的技術水平。首先改進超音速電弧噴涂設備使其輸出電壓電流更平衡、抗干擾能力更強、效率更高、可在更惡劣的工況條件下持續工作；其次是對易損件進行革新，導電嘴等易損耗零部件大大影響了工作效率，通過本公司科技人員的研究創新，開發出具有獨特結構的新型導電嘴等零部件，結果使用壽命提高幾十倍，大大提高了噴涂工作效率；除此之外，還在電弧噴涂材料和噴涂層結構上進行發明創造，開發出一批性能卓越的電弧噴涂材料。科技成果、技術水平得到鑒定專家的一致認可。

      超音速電弧噴涂是將兩根絲狀金屬噴涂材料送進電弧噴槍中的兩個導電嘴內， 導電嘴分別連接高電流、低電壓的兩極。 當金屬絲前進至相互接觸時，它們短路瞬間產生的電弧，可達到5000℃以上的高溫， 使絲材端部熔化，并被極高速度的壓縮空氣流（約達兩倍音速）霧化呈微熔滴，微熔滴被壓縮空氣流帶動以超音速（400m/s以上）射向工件表面，形成電弧噴涂層。

電廠鍋爐防磨防腐超音速電弧噴涂現場 公司CAS-400超音速電弧噴涂機

一、新型超音速電弧噴涂技術的突出優點
      超音速電弧噴涂設備的輸出電壓、電流非常穩定，抗干擾能力強，可長期在惡劣的條件下運行；設備使用壽命長，易損件無須頻繁更換。
      涂層結合強度高，可達70MPa（經打底），而普通電弧噴涂結合強度一般僅為30~40 MPa；粒子噴射速度大，霧化效果好，顆粒細小，形成的涂層細膩、致密度高（孔隙率≤0.5%），所以涂層的耐磨性、耐腐蝕性得以顯著提高。
      適用面廣，可噴涂各種金屬材料和金屬陶瓷材料（實心絲材和粉芯絲材），如各種合金絲材、鉬、鋁、鋅、紫銅、銅合金、巴氏合金等，廣泛用于火力發電廠鍋爐的水冷壁管、過熱器管、再熱器管、省煤器管，制粉系統的引風機葉輪及蝸殼，印鐵機滾筒，印刷機滾筒，造紙機烘缸，軸類、泵類、閥門、模具，化工冶金設備零件等防磨防腐噴涂層。
      噴涂效率高、能源利用率好，每小時可噴耐磨絲材40Kg以上。 一般工件的噴涂溫升不超過100℃，所以工件不變形，噴涂對工件的組織結構也不會有影響。

鍋爐水冷壁經電弧噴涂后的現場照片 絲材CP-HCrC在CFB水冷壁上使用 一個大修期后的現場照片

二、新型超音速電弧噴涂設備
      本公司生產的最新超音速電弧機（CAS-400型）主要由主機電源、超音速電弧噴槍、送絲機構、控制系統和壓縮空氣系統組成。設備制造精良，性能可靠，運行穩定性好，為獲得性能優良的噴涂層提供了基本的保障。
      主機電源的主要零部件采用進口零件組成，所以電弧噴涂機表現出來的整體性能非常穩定可靠。

      噴涂過程中很少有斷弧和爆槍現象。由于電源穩定、調節靈敏，所以形成的噴涂層均勻，氧化燒損較少。
超音速電弧噴槍是根據Laval氣體流動原理制成的，壓縮空氣流經過精心設計和加工的Laval腔體時，有一個不斷加速的過程，至出口時形成了一個極高速度氣流，氣流將熔融金屬吹散形成霧化粒子流。為了獲得穩定的粒子流，噴槍必須具有結構良好的霧化噴嘴。
      送絲機構也至關重要，送絲的快慢以及送絲速度的均勻一致性直接影響到電弧的穩定性、熔滴的霧化效果、噴涂效率等。CAS-400型超音速電弧噴涂機的送絲機構非常穩定可靠。
      導電嘴等零部件經久耐用，可大大提高易損件使用時間，降低生產成本，提高工作效率，也可有效地提高涂層質量。

超音速電弧噴涂在印刷機滾筒上的應用 公司生產的各類電弧噴涂絲材

三、超音速電弧噴涂工藝規范和結構設計
      工件表面預處理以及噴涂工藝參數的選擇對噴涂層的質量有著十分重要的影響。即使其他條件很好，如果工件表面預處理不當或噴涂工藝參數選擇不合適，也會導致完全失敗的噴涂結果。

      工件表面預處理：

      對于電廠鍋爐管道的預處理可分兩步進行。首先，用16~20目的剛玉砂或石英砂對鋼管表面進行噴砂清理，去除鋼管表面的浮灰、硬灰、銹層，特別是小凹坑中的粘附物, 直至完全露出銀灰色的金屬光澤, 要求達到Sa2~3級，最佳噴砂壓力為0.6~0.8MPa。 然后, 用14~16目的尖角型剛玉砂對經除銹的工件表面進行粗糙化處理, 以提高結合強度, 要求粗糙小坑分布均勻，密度不能過大。粗糙化處理同時能使表面產生一定的殘余壓應力，這對提高工件疲勞強度有利。粗糙化最佳噴砂壓力為0.5~0.7MPa。
      噴砂處理用的壓縮空氣源必須是無水無油的，表面預處理后應當是潔凈的。噴砂后工件表面的活度最大，一般應在2~4小時內進行噴涂，否則工件表面很容易被再次污染、銹蝕而影響噴涂效果。

超音速電弧噴涂在燃煤電廠鍋爐過熱器管上的應用 機械軸類工件防磨修復

噴涂工藝參數：

      超音速防磨電弧噴涂：

      超音速防腐蝕電弧噴涂：

噴涂層結構設計：

      由于工件所處的環境介質、工作溫度、介質流速、結構要求和工件的本體材料、壽命水平、允許改進條件等各不相同，所以根據各自使用特點提出的防護要求也是各不相同。因此，噴涂層的結構設計顯得非常重要，既要保證較佳的使用性能，又要考慮較好的經濟性，應該從工件的工作介質、工作溫度、磨損和腐蝕的劇烈程度、本體材料特點、噴涂層材料性能、噴涂層厚度、工藝參數等多方面進行綜合考慮，設計出較佳的噴涂層結構。