对工件的一部分，例如燃气轮机压气机的叶片，在不需要对所述工件的任何部分进行屏蔽的前提下进行喷涂的等离子喷涂方法和装置。该装置包括具有阳极、阴极和用于在阳极和阴极之间产生电弧的电弧发生器的等离子装置。电弧气体发射器喷射惰性气体使其穿过电弧。电弧可被操作以使所述气体发生电离以产生等离子气流。粉末喷嘴延伸穿过阳极，并且粉末材料喷射到等离子流中以被传送到工件上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术通常涉及一种用于喷涂工件的等离子喷涂装置，例如微等离子喷涂装置，以及使用这种装置的方法。
技术介绍
等离子涂覆方法和装置都是已知的。例如，一种这样的方法和装置，它通过使等离子形成气体穿过喷嘴电极并使电弧形成电流在喷嘴电极和后电极之间穿过便形成了等离子排出流，从而将等离子火焰喷涂材料喷涂到基体上。这种方法包括将涂覆材料导入到等离子排出流中，同时使等离子排出流轴向穿过从所述喷嘴电极的出口处延伸的壁面罩，并形成等离子流的火焰罩。由此将涂覆材料施加到基体上。在一个与涂覆各种部件，特别是航空和航天部件，例如燃气轮机和它们的部件相关的领域中，这种技术特别有利。例如，将材料涂覆到压气机叶片的叶根上以满足尺寸公差的要求，从而使压气机叶片与压气机转子和类似部件产生密封。就这点而言，已经通过采用各种现有的等离子喷涂工艺来施以由铜-镍、铝-铜和其它类似的组合材料组成的金属涂覆物。通常，涂覆工艺需要对工件不需要和/或不期望有材料涂覆到的区域进行屏蔽。此外，通常在专用的场所，例如燃气轮机制造厂或者修理店中对工件进行涂覆。由于涂覆设备较大并且不便于携带，同时喷涂的图案过于宽而不能精确地控制涂覆工艺，因此现有技术中的方法和装置需要将工件屏蔽并且在专用的场所内对工件进行涂覆。理想的是，改进喷涂装置的精度，从而不再需要进行屏蔽和类似操作，并且允许在现场进行手工喷涂修护。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种等离子喷涂装置，它用于对工件，例如燃气轮机压气机叶片的至少一部分进行涂覆。等离子装置包括阳极、阴极和用于在阳极和阴极之间产生电弧的电弧发生器。该装置包括电弧气体发射器，它用于将气体喷射到电弧内。电弧可操作地使气体发生电离以产生等离子气流。粉末供料器将粉末材料提供给等离子装置。粉末喷嘴通过导管与粉末贮存器相连。粉末喷嘴延伸穿过所述阳极，可以对其操作，以将粉末材料喷射到等离子气流中。根据本专利技术的另一方面，提供了一种等离子喷射装置，它用于涂覆工件，例如燃气轮机压气机叶片的一部分。等离子装置包括阳极、阴极和用于在阳极和阴极之间产生电弧的电弧发生器。该装置包括将气体喷射到电弧中的电弧气体发射器。可操作电弧，以使气体发生电离，从而产生等离子气流。粉末供料器将粉末材料提供给等离子装置。从阴极外壳延伸并且终止于顶部处的电极包括沿着至少一部分长度方向轴线上的大致呈圆形的断面。一个从所述顶部朝阴极外壳延伸的成角度的表面形成于电极上。一个具有预定高度的基本上平坦的边缘限定了顶部的前边缘。根据本专利技术的又一方面，提供了一种方法，此方法用于将粉末材料喷射到等离子气流中。一个粉末喷嘴被设置成穿过位于等离子装置内的阳极。将粉末材料从供料器输送到粉末喷嘴中。将粉末材料喷射到等离子气流中，然后再将其施加到工件上。在结合附图阅读下面对本专利技术的最佳实施例的描述时，本领域的普通技术人员不难看出本专利技术的其它应用。附图说明图1示意性地示出了本专利技术的微等离子喷涂装置的一个实施例和工件；图2为根据本专利技术的教导所构造的微等离子喷涂装置的一个实施例的分解透视图；图3为图2中所述电极的放大视图；图4为图1中的微等离子喷涂装置的装配透视图，图中示出涂层正在被施加到工件上。图5为一流程图，示出了等离子喷射涂覆工件的方法的一实施例。下面的描述很容易被修改和替换，附图中描述了几个图示实施例，下面详细描述。然而，应该理解的是，这里并没有意于将本专利技术限制于所披露的特定形式中，而是正相反，意在于覆盖落入到正如由所附权利要求所限定的本专利技术的宗旨和范围内的所有修改、可替换的构造和等同物。具体实施例方式现在参照图1，该图示出了等离子喷涂装置10的一个实施例，其中该喷涂装置由虚线框中的内容示意性地示出。在一般的情况下，等离子喷涂装置10包括一等离子枪12，等离子枪12具有电弧气体发射器14、一阳极16和一阴极18。电弧20产生于阳极16和阴极18之间。当电弧气体从电弧气体发射器14喷出并穿过电弧20时，便形成了等离子流21。粉末材料喷射器22将粉末材料分配到等离子流中，该等离子流将粉末材料输送到工件24上以在其上形成涂层。由装置所产生等离子流21的尺寸和/或该装置使用的功率决定该装置是否为微等离子喷涂装置。当等离子流21的尺寸较小和/或装置所使用的功率较低时，则将该装置为微等离子喷涂装置。图1示出了一种微等离子喷涂装置。例如，粉末材料可在工件24上的所需位置处形成固体涂层，该涂层的厚度大约为0.0015-0.006英寸。涂覆的材料实际上可为任何金属、非金属或者金属间粉末，它包括上述材料和陶瓷基材料。在操作中，电弧20产生在等离子枪12的阳极16和阴极18之间。电弧气体，例如，但是不局限于氩气，可被释放到形成于阳极16和阴极18之间的电弧20中。应该理解的是，在实际中，电弧气体可在产生电弧之前就被释放。电弧20使气体发生电离以产生等离子气流21。此电离过程将电子从电弧气体中去除，从而使电弧气体出现暂时不稳定的现象。当它重新稳定时，电弧气体被加热至大约20000°F至30000°F。在穿过电弧后等离子流快速冷却。许多不同的实施例和结构变型可被构造以实施于本专利技术，下面仅描述其中一种可能的实施例。现在参照图2，这种等离子喷涂装置的分解视图再次由附图标记10表示。正如下面将要详细说明的那样，可以操作等离子喷涂装置10，以对工件进行涂覆，所述工件包括，但是并不限于燃气轮机(未示出)中至少一部分压气机叶片72。然而，应该理解的是，本专利技术的教导可以被用于涂覆无数其它的表面，包括飞行器、陆路交通工具、武器、航海船只和类似物上的那些表面。在图示实施例中，等离子喷涂装置10包括前述的具有阳极16和阴极18的等离子枪12。图中还示出，阴极18包括绝缘体26，以及从其上延伸的电极28。阴极18还可包括与等离子枪12螺纹结合的螺纹30。阴极18还可包括O形密封圈32以对产生于阴极18和等离子枪12之间的边界面处的泄漏通道进行密封。粉末材料喷射器22将粉材料34喷入等离子气流21中。粉末材料34在等离子流21中被加热并且被超塑化(super plasticized)，然后被置于压气机叶片72(参照附图4)上，在此处它发生冷却并且重新固化以形成涂层。粉末材料喷射器22包括粉末贮存器36，它用于盛装粉末材料34并且将粉末材料34供给到等离子流21中。贮存器36可以通过导管38，例如软管或类似物连接到等离子枪12上。导管38通过螺纹配合件39连接到粉末喷射器的喷嘴40上。粉末喷嘴40可穿过形成于阳极16内的孔42。粉末喷嘴40通过螺纹43与阳极16螺纹连接。现有技术中的阳极通常采用铜-钨合金制成并且它在等离子喷涂装置10中具有非常有限的使用寿命——大约为10到20分钟。铜和其它类似金属具有低于阳极操作温度的熔化温度。这些金属会发生熔化并且使阳极16的边缘发生熔化并沿着阳极的上边缘出现气蚀现象。为了产生高质量的涂层，阳极的边缘必须保持相当的锋利度。为了获得这些效果，已经研发了一种商业上的纯烧结钨材料以产生更为结实的阳极。对采用由烧结钨材料制成的阳极进行了测试，结果发现较现有技术中的阳极而言显著地提高了抗腐蚀性能。在阳极16中采用商业上的纯钨已将阳极16的使用寿命提高至大约10到20小时之间。位于等离子枪12的前壁48本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于涂覆工件的等离子喷涂装置，包括：一阳极、一阴极和一用于在阳极和阴极之间产生电弧的电弧发生器；一喷嘴，该喷嘴将电弧气体释放到电弧内，此电弧可被操作以使所述气体发生电离以产生等离子气流；供料器，该供料器穿过阳极以将粉末材 料提供给等离子装置。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：D布兰肯什普，PH扎乔夫斯基，GC舒伯特，
申请(专利权)人：联合工艺公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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