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高稳定性高速电弧喷涂设备

发布时间:2021/12/07 浏览: 28

高稳定性高速电弧喷涂设备

  1、电弧喷涂电源是电弧喷涂系统的关键设备之一,它为喷涂系统提供能量。电弧喷涂电源的发展主要经历了3个阶段:从普通的直流电源到具有平特性的稳压电源,再到现在利用逆变技术开发的逆变电源。

  早期的电弧喷涂使用直流电焊机作电源。在焊接过程中,存在不断的燃弧-短路-燃弧的现象,电流和电压的波动很大,要求所使用的直流电源具有徒降的外特性。而电弧喷涂与焊接存在差别,电弧喷涂过程中,电弧一经点燃,便一直处于燃烧状态,电弧电压和电流波动幅度不大,不要求电源具有徒降的外特性,因此,使用这种电源进行电弧喷涂时,徒降的伏安特性虽可以保证电弧的稳定燃烧,但存在送丝速度与电流难以匹配,而且喷涂的电弧电压较高(40V以上)导致涂层的碳烧损和氧化非常严重,使喷涂层的质量普遍不高。从防止喷涂金属氧化的角度出发,要求喷涂电源能在较低的工作电压下稳定工作。

  基于电弧喷涂过程中金属型材熔化-雾化过程的特殊性,在弧长高频波动和送丝速率发生变化的情况下,为了保持电弧稳定,则要求电弧电流能跟随弧长的微小变化迅速增减,即当弧长变小是,电流能迅速上升到足够大,加速金属线材的熔化而恢复弧长;当弧长变大时,电流又能迅速减小,减小金属的熔化量而恢复弧长。根据这样的要求,电源外特性应是平特性或略带上升的动特性,动特性应有足够大的电流上升速率,平特性的喷涂电源具有良好的弧长自调节性能,电弧稳定。当确定喷涂电压以后,电流与送丝速率就会成比例改变,只需调节送丝速率就可以改变电流,维持合理的电流与生产效率的关系。因此电弧喷涂一般采用平特性的电源配合等速送丝装置。平特性的旋转直流发电机、硅整流、晶闸管整流器及逆变器都可以用作电弧喷涂电源。

  近年来,国内外的电弧喷涂电源主要为硅整流式电源,以硅二极管作为整流器元件,它通过改变变压器原边线圈的匝数来调节输出电压,以满足不同喷涂材料对电源的要求。电源的外特性主要是靠变压器本身调整电源的外特性,谈不上什么闭环控制,喷涂电压受外界影响因素很多。这种电源的效率较低、体积庞大、笨重、能耗高,电流的动特性一般通过串接电抗器来改善,还有待于进一步提高。

  目前,电弧喷涂电源正朝着大功率、小型化、节能及智能化的方向发展。而逆变技术的出现和发展为这种发展趋势提供了有效的途径。逆变电源运用先进的功率电子器件和高频逆变技术,比传统的工频整流电源材料减少80%--90%,节能20%--30%,动态反应速度提高2-3个量级,这为电弧喷涂电源的大功率、小型化、节能及智能控制技术在电弧喷涂领域额应用提供了技术条件。随着功率开关器件、微电子技术及控制技术的发展,新的技术成果和产品层出不穷,使得逆变电源进一步向高频化、轻量化、模块化、智能化和大容量的方向发展。特别是20世纪80年代以来你变技术在焊接领域的成功应用,为实现电弧喷涂设备的逆变化积累了丰富的经验。

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