手持式气冷等离子炬制造技术

本发明专利技术涉及手持式气冷等离子炬，有效解决现有等离子炬结构复杂，手持操作困难，危害人身安全的问题，其技术方案是，导电管的前端有导电盘，导电盘前部有石墨电极座，石墨电极座的前端有空心石墨电极，导电管与直流电源的一个电极相连接，被熔覆的金属工件和直流电源的另一个电极相连接，送粉管穿过导电管内部和导电盘上的中心孔相连通，送粉管与送粉器相连接，冷却气管通过导电管和送粉管之间的空隙与导电盘和石墨电极座相连通，冷却气管与冷却气气源相连接，本发明专利技术体积小、重量轻，有效解决了现有等离子炬结构复杂、手持作业不易撑握，及存在高频高压的危险问题，从而降低制造成本和操作难度，提高熔覆效率，保证操作使用安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子熔覆设备，特别是一种手持式气冷等离子炬。
技术介绍
随着材料科学和电源技术的不断发展，等离子熔覆技术在金属材料表面改性方面 的应用越来越广泛，生产工艺和设备越来越多，技术也越来越先进，等离子炬是该类设备上 的一个重要部件。等离子炬的品种很多，其中有多数是专利产品，这些产品主要是用于大 型机械化或数控设备，如已公开的专利CN201185505Y、CN2430240Y,200420097160. 4，它们 都是由钨极、喷嘴、气路、粉路、水冷却管路等组成，体积大，结构复杂，并且均是利用高频 率(150 200kHz)和高电压(6000 10000V)引弧，虽然山东省某大学和武汉某研究所 研制的手持式熔覆设备的体积略有缩小，应用灵活，但是，它的离子炬同样是利用高频率 (150 200kHz)和高电压(6000 10000V)引弧。这两种手持熔覆设备是用手持着等离子 炬完成熔覆工作的，所以引弧时的高频高压对持炬人的人身安全直接构成威胁，稍有不慎 就有被电击的危险，另外，手持操作炬与工件之间的距离也不好控制，高了不能引弧，低了 又容易碰极短路而烧坏喷嘴或钨极，水冷却方式给密封和绝缘带来很多麻烦，不但结构复 杂，而且故障率也高，综上所述，目前还没有一种适用于手持操作，以气体作为冷却介质又 无高频高压危险，并能接触引弧完成熔覆工作的等离子炬。因此，技术上的创新势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本专利技术的目的就是提供由气体冷却、直流、 低电压(75V)并可接触引弧的一种手持式气冷等离子炬，可有效解决现有等离子炬结构复 杂，手持操作困难，危害人身安全的问题。本专利技术的技术方案是，导电管的前端有导电盘，导电盘前部有石墨电极座，石墨电 极座的前端有空心石墨电极，导电管与直流电源(图中末画出)的一个电极相连接，被熔覆 的金属工件和直流电源的另一个电极相连接(连接等离子炬和工件的正负极可以互换)， 电流经过导电管、导电盘、石墨电极座，至空心石墨电极构成电流通路，送粉管穿过导电管 内部和导电盘上的中心孔相连通，送粉管与送粉器(图中末画出)相连接，金属粉末经送粉 管、导电盘、石墨电极座及空心石墨电极构成粉路，金属粉末最后由空心石墨电极喷出，冷 却气管通过导电管和送粉管之间的空隙与导电盘和石墨电极座相连通，冷却气管与冷却气 气源(图中末画出)相连接，冷却气由冷却气管进入，经导电管和送粉管之间的空隙送至导 电盘以及石墨电极座构成冷却气路，对导电管、送粉管、导电盘和石墨电极座进行冷却，经 石墨电极座排向大气。本专利技术结构新颖、独特，用气体冷却代替水冷却，简化了结构，体积小、重量轻，用 直流低电压(75V)取代高频率(150 200kHz)高电压(6000 10000V)，有效解决了现有 等离子炬结构复杂、手持作业不易撑握，及存在高频高压的危险问题，从而降低制造成本和 操作难度，提高熔覆效率，保证操作使用安全。3四附图说明附图是本专利技术的结构主视图。五具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细说明。由附图所示，本专利技术的结构是，导电管3与导电盘5焊接在一起，导电盘5与石墨 电极座6由螺纹连接在一起，空心石墨电极7置入石墨电极座6的锥形孔内，导电管与直流 电源(图中末画出)的一个电极相连接，被熔覆的金属工件和直流电源的另一个电极相连 接(连接等离子炬和工件的正负极可以互换)，电流经过导电管、导电盘、石墨电极座，至空 心石墨电极，送粉管2的一端穿过导电管3内部经螺纹和导电盘5连接，另一端和导电管3 以及冷却气管1密封焊接在一起，并露出导电管3的外面，送粉管与送粉器(图中末画出) 相连接，金属粉末经送粉管、导电盘、石墨电极座最后由空心石墨电极喷出，石墨电极座6 上有增加冷却面积的孔和沟槽，冷却气管插入导电管内10mm士 1. 0mm和导电管3、送粉管2 密封焊接在一起，冷却气管1的另一端露在导电管3的外面，冷却气管与冷却气气源(图中 末画出)相连通，冷却气由冷却气管进入，经导电管和送粉管之间的空隙送至导电盘以及 石墨电极座，对导电管、送粉管、导电盘和石墨电极座进行冷却，经石墨电极座排向大气，导 电管3的外面装有绝缘手柄4。为了保证使用效果，所说的冷却气是压缩的空气、二氧化碳气体、氮气、氩气中的 一种以及两种或两种以上的混合气体；所说的冷却气管1、送粉管2、导电管3、导电盘5为 铜、铁、铝、不锈钢的一种或合金材料制成的圆形或方形；所说的石墨电极座6和空心石墨 电极7为石墨、碳棒材料制成的圆形或方形。本专利技术的工作情况是将导电管3与直流电源的一个电极相连接，将被熔覆的金 属工件和直流电源的另外一个电极相连接(连接等离子炬和工件的正负极可以互换)电流 经过导电管3、导电盘5、石墨电极座6送至空心石墨电极7 ；将送粉管2与送粉器相连接， 金属粉末经过送粉管2、导电盘5、石墨电极座6由空心石墨电极7喷出；将冷却气管与冷却 气气源相连接，冷却气经冷却气管1、导电管3和送粉管2之间的空隙，送至导电盘5和石墨 电极座6，对导电管3、送粉管2、导电盘5和石墨电极座6进行冷却后经石墨电极座6排向 大气。一切准备就绪后，手持绝缘手柄4将空心石墨电极7对工件短路引弧，引弧后移动等 离子炬，在等离子能量束的照射下瞬间在金属工件表面形成熔池，同时将送达熔池的金属 粉末熔化，随着炬的移动，即可在工件表面形成牢固的耐磨蚀的熔覆层。在熔覆中，空心石 墨电极7逐渐被烧损，当短至不能继续使用时，从石墨电极座6上取下尾段再换上一只新的 空心石墨电极即可继续工作。由以上情况可以看出，本专利技术具有以下有益的技术效果1、本专利技术用压缩气体(压缩空气为首选)作为冷却介质取代水冷却，不但简化了 整体结构，还使其更适用于高寒冷地区使用；2、在直流低电压下手持等离子炬即可完成接触引弧和熔覆工作，使复杂的等离子 熔覆过程变成象普通电焊一样简单；3、用直流低压取代了高频高压，极大地提高了操作者的安全性；4、熔覆速度快，且单次熔覆层宽(可达25mm)，所以熔覆效率高；5、电流通路、粉路、冷却气路相互借用，最大限度地简化了结构，使其体 积小、重量 轻、制造成本低；6、熔覆层和工件呈为牢固的深度冶金结合。本专利技术将电流通路、粉路、冷却气路集成在一起，互相借用，简化了结构，操作简 单、安全，更方便在现场或狭小的空间里对金属工件进行耐磨蚀强化处理，使复杂的等离子 熔覆过程变得如同普通电焊一样简单。权利要求一种手持式气冷等离子炬，其特征在于，导电管的前端有导电盘，导电盘前部有石墨电极座，石墨电极座的前端有空心石墨电极，导电管与直流电源的一个电极相连接，被熔覆的金属工件和直流电源的另一个电极相连接，电流经过导电管、导电盘、石墨电极座，至空心石墨电极构成电流通路，送粉管穿过导电管内部和导电盘上的中心孔相连通，送粉管与送粉器相连接，金属粉末经送粉管、导电盘、石墨电极座及空心石墨电极构成粉路，金属粉末最后由空心石墨电极喷出，冷却气管通过导电管和送粉管之间的空隙与导电盘和石墨电极座相连通，冷却气管与冷却气气源相连接，冷却气由冷却气管进入，经导电管和送粉管之间的空隙送至导电盘以及石墨电极座构成冷却气路，对导电管、送粉管、导电盘和石墨电极座进行冷却，经石墨电极座排向大气。2.根据权本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式气冷等离子炬，其特征在于，导电管的前端有导电盘，导电盘前部有石墨电极座，石墨电极座的前端有空心石墨电极，导电管与直流电源的一个电极相连接，被熔覆的金属工件和直流电源的另一个电极相连接，电流经过导电管、导电盘、石墨电极座，至空心石墨电极构成电流通路，送粉管穿过导电管内部和导电盘上的中心孔相连通，送粉管与送粉器相连接，金属粉末经送粉管、导电盘、石墨电极座及空心石墨电极构成粉路，金属粉末最后由空心石墨电极喷出，冷却气管通过导电管和送粉管之间的空隙与导电盘和石墨电极座相连通，冷却气管与冷却气气源相连接，冷却气由冷却气管进入，经导电管和送粉管之间的空隙送至导电盘以及石墨电极座构成冷却气路，对导电管、送粉管、导电盘和石墨电极座进行冷却，经石墨电极座排向大气。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸣放，王春林，杨炳，王红英，吴双印，王星，
申请(专利权)人：河南省煤科院耐磨技术有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]