等粒子噴涂是利用等離子弧進(jìn)行的,離子弧是壓縮電弧,與自由電弧相比較,其弧柱細(xì),電流密度大,氣體電離度高,因此具有溫度高,能量集中,弧穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
按接電方法不同,等離子弧有三種形式:
①非轉(zhuǎn)移弧:指在陰極和噴嘴之間所產(chǎn)生的等離子弧。這種情況正極接在噴嘴上,工件不帶電,在陰極和噴嘴的內(nèi)壁之間產(chǎn)生電弧,工作氣體通過陰極和噴嘴之間的電弧而被加熱,造成全部或部分電離,然后由噴嘴噴出形成等離子火焰(或叫等離子射流)。
等離子噴涂電極采用的就是這類等離子弧。
②轉(zhuǎn)移弧:電弧離開噴槍轉(zhuǎn)移到被加工零件上的等離子弧。這種情況噴嘴不接電源,工件接正極,電弧飛越噴槍的陰極和陽極(工件)之間,工作氣體圍繞著電弧送入,然后從噴嘴噴出。
等離子切割,等離子弧焊接,等離子弧冶煉使用的是這類等離子弧。
③聯(lián)合弧:非轉(zhuǎn)移弧引燃轉(zhuǎn)移弧并加熱金屬粉末,轉(zhuǎn)移弧加熱工件使其表面產(chǎn)生熔池。這種情況噴嘴,工件均接在正極。
等離子噴焊采用這種等離子弧。進(jìn)行等粒子噴涂時(shí),首先在陰極和陽極(噴嘴)之間產(chǎn)生一直流電弧,該電弧把導(dǎo)入的工作氣體加熱電離成高溫等離子體,并從噴嘴噴出,形成等離子焰,等離子焰的溫度很高,其中心溫度可達(dá)30000°k,噴嘴出口的溫度可達(dá)15000~20000°k。焰流速度在噴嘴出口處可達(dá)1000~2000m/s,但迅速衰減。粉末由送粉氣送入火焰中被熔化,并由焰流加速得到高于150m/s的速度,噴射到基體材料上形成膜。