Trong thực tế phương pháp phun phủ bằng hồ quang điện được lựa chọn và sử dụng rộng rãi vì những đặc tính ưu việt của phương pháp như thực hiện trên nhiều chi tiết có hình dạng và bề mặt khác nhau, dễ dàng điều chỉnh chiều dày lớp phủ theo ý
muốn và giá thành rẻ hơn so với công nghệ phun phủ plasma, mặt khác thiết bị
phun phủ tính cơ động cao, dễ điều khiển. Với những lý do đó, trong phạm vi luận án, tôi nghiên cứu phương pháp phun bằng hồ quang điện.
Hình 1.10. Thiết bị phun phủ hồ quang điện
Thiết bị dùng để tạo mẫu nghiên cứu trong luận văn có sơđồ như hình 1.10.
5.1. Thiết bị dùng để phun phủ
a) Thiết bị phun phủ hồ quang điện OSU-Hessler 300A (Đức)
Thiết bị phun phủ hồ quang điện OSU-Hessler 300A (hình 1.10) gồm có 3 bộ
phận chính là đầu phun LD/U-2, hệ thống nguồn điện và tủđiều khiển. • Đầu phun hồ quang điện LD/U-2 9 (hình 1.11) gồm hai bộ phận chính:
- Bộ phận tạo hồ quang điện và phun khí nén. - Bộ phận kéo - dẫn dây.
• Hệ thống điều khiển (hình 1.12) bao gồm các bộ phận:
- Hệ thống các công tắc điều khiển, các đèn báo hiệu và hệ thống đo lường điện (dòng điện, hiệu điện thếở các mức thô và tinh chỉnh), các đầu nối vào ra của khí, điện.
- Máy hàn một chiều.
Hình 1.11. Đầu phun hồ quang điện LD/U-2
(a) (b) (c) Hình 1.12. Hệ thống điều khiển thiết bị phun phủ hồ quang điện
Kéo dây (a), nguồn điện (b) và tủ điều khiển (c)
b) Máy nén khí trục vít BOGE S29
Đầu nén khí vận hành theo nguyên lý dịch chuyển. Trong buồng nén, các trục vít chính và trục vít phụđược dẫn động bởi motor chính và dây đai. Cả hai trục vít đều có dạng xoắn nghiêng, liên kết mắt lưới không tiếp xúc với nhau. Cùng với các vách ngăn, các trục vít này tạo thành buồng với kích thước giảm dần, có thể
nhìn thấy ở phía dòng khí. Các rotor chuyển động làm khí được nén đến áp lực cuối trong buồng nén. Trong quá trình nén, dầu được phun vào đầu nén một cách liên tục
c) Máy làm khô khí nén D17-D275
Khí nén sẽ lạnh hơn sau khi đi qua hệ thống làm lạnh của máy làm khô khí nén. Khi đi qua tầng làm lạnh đầu tiên, khí nén chuyển sang lạnh mà không phát sinh năng lượng. Hơi nước ngưng tụ lại và sẵn sàng thoát ra ngoài theo một quy trình. Khí nén sẽ lạnh hơn sau khi đi qua tầng lạnh thứ hai, hơi nước sẽ ngưng tụ
nhiều hơn theo yêu cầu của hệ thống lắp đặt. Khí làm mát sẽ nóng lên và thoát ra ngoài. Nhiệt độ của điểm sương đông lạnh được thông báo trên đồng hồ đo nhiệt
độ.
d) Thiết bị làm sạch EDUC– O–MATIC
Thiết bị này có cấu tạo đặc biệt, nó không có các bộ phận chuyển động và
được nối với nguồn khí nén thông qua một đầu nối rất dễ dàng tháo lắp để đưa vào hoạt động.
Khi làm việc, EDUC–O–MATIC tạo ra tác dụng kép, vừa thổi sạch đống thời tạo nhám rất kỹ bề mặt và tách các bụi gỉ và hạt mài dựa theo nguyên tắc hút chân không. Hạt mài sau khi tách ra lại được đưa quay trở lại sử dụng tạo nên chu kỳ khép kín, tính chất này cho phép ta giảm được đáng kể chi phí sử dụng. Thiết bị
này rất cơđộng, đầu phun dạng xoay nên ta có thể phun theo tất cả mọi hướng và nó có thể làm việc trong các không gian chật hẹp. Đầu phun được tiếp nối bởi các
đầu chụp cao su. Do các đầu chụp này được thiết kế với các hình dạng khác nhau nên thiết bị có thể dễ dàng xử lý các bề mặt phẳng, mặt cong hình trụ và các góc cạnh…(hình 1.13) Hình 1.13. Thiết bị làm sạch EDUC-O-MATIC 1. Đầu phun; 2. Tay cầm; 3.Ống hút bụi; 4. Bình chứa cát 1 3 2 4
5.2. Các yếu tốảnh hưởng tới quá trình phun phủ bằng hồ quang điện a) Thiết bị phun a) Thiết bị phun
+ Kích thước và hình dáng đầu phun ảnh hưởng đến chất lượng quá trình phủ. Chủ yếu dùng đầu phun hình trụ có đường kính lỗ phun d = (3 ÷ 6) mm.
Hình 1.14. Các thông số của thiết bịảnh hưởng đến quá trình phun bằng phương pháp hồ quang điện
+ Góc chéo nhau ω của hai cực ảnh hưởng đến quá trình hình thành dòng phân tử phun. Thường dùng ω = 300 (hình 1.14)
+ Chiều dài bộ phận dẫn dây lkảnh hưởng đến chu trình phun. Nếu lk tăng thì tổn thất điện áp tăng và thực tế cho phép thất thoát (0,8 ÷ 1)V/100A. Nếu đầu phun có kết cấu hợp lý thì tổn thất chỉ (0,2 ÷ 0,3)V/100A và hệ số sử dụng năng lượng có ích đạt (0,8 ÷ 0,9).
b) Chếđộ hoạt độngcủa thiết bị
Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất quá trình là công suất dòng hồ
quang và tiêu hao khí:
+ Công suất riêng của đầu phun Nd = (2.000 ÷ 10.000)KJ/kg. Nếu tăng Nd sẽ
dẫn đến thất thoát nhiều phân tử kim loại do bị quá nhiệt, song chất lượng lớp phủ
sẽ tốt hơn. Thường dùng thiết bị phun có công suất P = (5 ÷ 20)kW, dòng điện I = (80 ÷ 600)A, điện áp U = (18 ÷ 35)V.
+ Áp suất, lượng tiêu hao khí cũng như các tính chất của khí thổi ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu của quá trình. Việc tăng áp suất dẫn đến tăng tốc độ phun,
d
lk
tăng lượng tiêu hao khí thổi. Chọn áp suất dòng khí trong khoảng (0,35 ÷ 0,55)MPa, tiêu hao khí (16 ÷ 150)m3/h.
c) Dây và tốc độ cấp dây
Đường kính dây thường dao động trong khoảng (1 ÷ 3,5)mm, tốc độ cấp dây thường là (0,05 ÷ 0,35)m/s, tương ứng với năng suất phun (2 ÷ 120)kg/h.
d) Điều kiện ngoại vi
+ Góc phun được chọn trong khoảng (650÷ 900). + Khoảng cách phun L = (100 ÷ 300)mm. + Tốc độ di chuyển đầu phun (20 ÷ 50)m/ph.