Если электродуговой процесс распыления металлов, возникший и получивший распространение значительно позже, чем газовый, в настоящее время хорошо изучен, то газовый способ металлизации пока исследован еще недостаточно. Опубликованные работы в области газовой металлизации освещают преимущественно технологические процессы и почти не затрагивают принципиальных моментов. Газовый метод металлизации отличается от электродугового способом плавления проволоки, являющейся сырьем. При газовой металлизации проволока из распиливаемого металла подается механизмом аппарата вдоль оси газоГазовая металлизациявого пламени (рисунок), где и плавится.

Концентрично газовому пламени располагается воздушный поток, окружающий пламя со всех сторон и изолирующий его от окружающей среды. Общепринятой является следующая точка зрения на процесс распыления металла газовым металлизационным аппаратом: конец проволоки плавится в газовом пламени и расплавленный металл увлекается потоком сгоревших газов. Попадая в воздушную струю, жидкий металл дробится на мелкие брызги и приобретает значительную скорость. При ударе о металлизируемую поверхность металлические частицы налипают на нее и образуют покрытие. Отделение расплавленного металла от конца плавящейся проволоки происходит в результате трения между поверхностью расплавленного металла и газовым потоком. «Сдувание» частиц жидкого металла может быть только в том случае, если силы трения будут больше сил поверхностного натяжения расплавленного металла. По некоторым данным процесс распыления металла газовым аппаратом является пульсирующим, что, однако, не находит себе полного подтверждения.

При газовой металлизации нагрев, расплавление и распыление металла производятся продуктами сгорания горючей смеси. Внутри камеры, где происходит процесс горения, сжатый воздух, окружая со всех сторон газовое пламя, создает повышенное давление в нем. В результате процесс горения интенсифицируется и истечение газового потока происходит со звуковыми скоростями. В распылительной головке два независимых потока расположены концентрически. Внутри находится струя продуктов сгорания, а снаружи — воздушная струя. Критические скорости истечения этих двух потоков различны. На границе потоков происходит частичное их перемешивание, протекающее тем энергичнее, чем больше расход сжатого воздуха. В результате кислород воздуха может принимать участие в реак-дии горения, что возможно только в том случае, когда горючая смесь содержит недостаточное количество кислорода, т. е. когда состав ее меньше стехиометрического. Участие кислорода воздуха в реакции горения тем более интенсивно, чем энергичнее протекает перемешивание струй. Несомненно, что холодный сжатый воздух производит некоторое охлаждение пламени.

Картинка

Рисунок.  Распылительная головка газового металлизационного аппарата с дополнительным обжимным соплом: 1 — дополнительное обжимное сопло; 2 — воздушное сопло; 3 — газовый мундштук.

Наиболее высокая температура пламени (около 3180 град. С) получается при отношении объемных расходов кислорода и ацетилена, равном 1,5.

С увеличением давления, при котором происходит процесс горения, повышается температура пламени. Повышение эффективности нагрева проволоки пламенем с увеличением содержания кислорода в горючей смеси происходит главным образом из-за изменения условий теплообмена, т. е. из-за роста суммарного коэффициента теплообмена.

Поскольку интенсифицирование процесса теплообмена возможно увеличением коэффициента теплообмена и зоны воздействия пламени, была предложена новая конструкция распылительной головки газового металлизационного аппарата (рис. 6), отличающаяся дополнительным (обжимным) воздушным соплом, который позволяет растянуть участок газового пламени с высокими скоростями и увеличить по длине зону контакта с поверхностью проволоки. Этим достигается повышение производительности аппарата.

Зависимость оптимального расхода ацетилена от диаметра проволоки выражается уравнением:

Qa = 200 dnp.

Следует иметь в виду, что~характер пламени оказывает некоторое влияние на содержание окислов в покрытии, что приводит к изменению их свойств. 




  • Читать все новости