喷焊原理
机械设备维修中喷涂和喷焊技术的应用解析
机械设备维修中喷涂和喷焊技术的应用解析摘要：机械设备作为企业公司的固定资产，对于企业的生产经营活动是不可缺失的。
在长期的运作使用中，会不可避免的出现磨损和故障，而大多数的机械故障产生的原因是由于表面材料的磨损严重造成的，轻易的报废会造成很大的损失。
运用喷涂和喷焊技术可以对这些问题进行有效的修复，提高使用率，文章主要对喷涂喷焊技术在机械设备维修中的应用进行了分析思考。
关键词：机械设备维修；喷涂喷焊；应用社会经济的发展带动工业化进程加快，资源的利用变得日益紧张和缺乏，原材料的购置成本也逐渐上升，这给很多的企业发展形成了一定的发展阻碍。
大多数企业在面对机械设备维修工作时，由于资金的欠缺和生产经营活动的瞬间变化性，使得对于很多的破损机械部件采取舍弃方法，不重视进一步的维修。
当前我国的喷涂喷焊技术已取得了较为广泛的应用，在机械设备的维修方面有很好的应用成效，对提高资源的利用率，延长设备的使用期限很重要的促进作用，因此，值得广大企业积极的采用实施。
1.喷涂技术分析1.1喷涂技术的特点喷涂技术是一种通过在一定热源的基础上对喷涂对象或者是喷涂材料进行加热处理和改变的表面层处理技术。
喷涂技术和其他的表面处理技术相比，像对来说具有很多的优势特点：（1）易操作性。
这种技术在操作掌握上较为简单，具有简单易懂的特点，工人可以很快的掌握运用，最重要的是这项技术的成本费用低，不会对总成本管理造成很大的困扰，经济性较好。
（2）应用的范围比较广。
随着经济的发展，工业技术的推广和应用已得到了普遍实施，在很多的领域像：陶瓷、金属丝材、高分子材料等都有很好的应用。
（3）生产效率较高。
因为这项技术对材料设备的要求性不是很高，因此，在实际的机械设备维修中，特别是在一些中小型的零部件维修工作中，对表面的涂层厚度可以很好的把握，可以灵活应对各种紧急情况的发生。
（4）除上述所讲的特点之外，这项技术还具有方法多样、耐高温、有很好的抗腐蚀性和抗氧化性等特性。
氧乙炔火焰喷焊工艺简介
注意：自容合金粉末中 B、Si 元素含量的变化，对粉末性能有明显影响，实 验结果表明在喷焊过程中，对涂层进行多次重熔后，将引起焊层中 B、Si、C 等
1 气雾化工艺生产，为氧乙炔火焰喷焊工艺特别定制;
2 NiCrBSi 系自熔合金，氧含量低，自熔性好，镜面清晰，焊层光滑;
3 粉末纯度高，无任何杂质，组织致密、均匀，无气孔、夹渣、疏松、裂纹等
缺陷，晶粒度小、硬度高，从而保证合金耐磨、耐腐蚀性较市场常用品牌高
30%-100%；
4 粉末球形性好，送粉通畅、稳定;
铸 宇 牌镍基 合金粉 末主要 包含 Ni-B-Si 、 Ni-Cr-B-Si、Ni-Cr-B-Si-P 、 Ni-Cr-B-Si-Cu-Mo、Ni-Cr-B-Si-W、Ni-WC 等系列，它不但具有优良的耐腐蚀、 抗氧化性能，而且在 500℃以下具有优异的耐低应力磨粒磨损和粘着磨损性能 等。该粉末应用工艺广泛，主要有氧乙炔火焰喷焊、超音速火焰喷涂（HVOF 或 HAVF）、等离子对焊、等离子喷涂、激光溶覆、感应重熔、离心浇铸、3D 打印和 粉末冶金。主要应用在闸板、球阀球面、阀座、柱塞、螺杆、机筒、玻璃模具、 层流辊道、拉丝滚筒、拉丝塔轮、抽油杆、风机叶片、螺旋输送器、金刚石工具 等工件。
化 学 成 分 (重量%)
C
Cr
B
Ni
Si
Fe
范ห้องสมุดไป่ตู้围 最小 Min 0.60 14.00 2.50
等离子喷焊原理
等离子喷焊原理
等离子喷焊原理简介
等离子喷焊是一种高效的焊接方法，是将喷嘴中的气体导电后，在高
温高压的条件下，将金属粉末或线材加热成等离子体，然后将等离子
体在工件表面冷却凝固而形成焊接，该方法比传统的气体保护焊更具
有优势。
等离子喷焊原理
1.等离子体的形成
喷嘴中的气体介质在高电压下发生放电，形成高温、高能量的等离子体。
等离子体中的电子、离子、分子和原子都处于非常活跃的状态，
可将粉末或线材快速加热，达到焊接温度。
2.等离子体的传输
等离子体向前传输，同时加热粉末或线材并将其加热成等离子体形式，以使其良好地与工件表面结合。
3.液滴形成
当等离子体接触到工件表面时，它会被迅速冷却，并形成液体状态。
液滴的形成是靠等离子体的能量唤起的。
4.液滴覆盖
等离子体加热工件表面，液滴覆盖在表面上，填补了机械加工时留下
来的缺陷。
5.凝固和结合
液滴在工件表面冷却并形成固体状态，同时形成与工件表面结合的焊接接头。
总结
等离子喷焊是一种有很高应用价值的新兴喷涂技术，其主要特点是选择范围广、适应性强、平均化好、造价低、易于控制等。
而这种技术还没有完全被开发，需要我们深入研究。
希望通过本文的介绍，读者能够对等离子喷焊的工作原理有一个初步的认识。
熔射
熔射熔射基本原理熔射，又称热喷涂或喷焊，其基本原理是将材料（粉末或线材）加热熔化，在气体带送高速下冲击附着于底材（或工件）表面、堆积、凝固形成膜厚或涂层，达到防腐蚀、防锈、耐磨、润滑、表面粗糙化、吸附、绝缘、绝热....等目的。
熔射是表面处理中的一项特殊处理技术，用途广泛。
热熔射材质形态和热熔射种类热熔射材料种类分为粉末和线材两大类,熔射热喷涂种类一．火焰线材熔射（Wire Flame Spray）1.火焰熔射的热源来自氧气与燃气混合燃烧的火焰，线材经火焰中心熔化，再经高压空气雾化成细微颗粒及加速带送吹向底材表面，堆积、凝固形成涂层或膜厚。
2.火焰燃气可使用以下几种：乙炔、丙烷、氢气等。
3.一般火焰线材熔射适用于：机械零件补修、耐磨、钢构桥梁的防腐蚀防锈、半导体、面板、光电制程模具，金属艺术品制作。
二．火焰粉末熔射（Powder Flame Spray）1.火焰粉末熔射，其基本原理同火焰线材熔射，差异在于送料方式不同，火焰粉末熔射的材质型态是粉末，所以在材质选择方面火焰粉末熔射比较多，因为不是所有的材质都可以做成线材。
2.其所熔射出来的涂层或膜厚的表面粗度、大小取决于粉末颗粒大小。
其涂层的硬度则取决于粉末材质的选用。
三．电弧熔射（Electric ARC Spray）1.电弧熔射，要将两条各自带有正电负电的相同金属线接触产生电弧，瞬间产生高热将金属线材融化，再经高压空气吹细雾化，带送吹向底材（或工件），堆积、凝固成涂层或膜厚。
2.一般适用于：防腐蚀防锈处理、机械加工修补、半导电、面板、光电制程的模具，表面粗化处理。
四．高速火焰熔射（HVOF）1.高速火焰熔射，其基本原理类似火焰粉末熔射。
差别在于受高速火焰熔射带送的粉末速度快很多，粉末以超音速（约600m/sec）冲击堆积凝固于底材表面，其形成的涂层结构比较结实紧密，涂层的机械强度远大于火焰粉末熔射的涂层。
2.高速火焰熔射可使用于以下几种燃气：丙烷、丙烯、氢气、天然气及煤油。
堆焊原理
原理粉末等离子弧堆焊（亦称等离子喷焊，国外称为PTA工艺），是采用氩气等离子弧作高温热源，采用合金粉末作填充金属的一种表面熔敷（堆焊）合金的工艺方法。
粉末等离子弧堆焊的基本过程如图1所示，利用等离子弧焊枪（或称喷枪，等离子弧发生器），在阴极和水冷紫铜喷嘴之间，或阴极和工件之间，使气体电离形成电弧，此电弧通过孔径较小的喷嘴孔道，弧柱的直径受到限制，在压缩孔道冷气壁的作用下，产生热收缩效应、机械压缩效应、自磁压缩效应，使弧柱受到强行压缩，这种电弧为“压缩电弧”，称为等离子弧。
电弧被压缩后，和自由电弧相比会产生很大的变化，突出的是弧柱直径变细，促使弧柱电流密度显著提高，气体电离很充分，因而电弧具有温度高、能量集中、电弧稳定、可控性好等特点。
等离子弧焊枪产生的等离子弧分非转移型弧（阴极与喷嘴间建立的电弧）和转移型弧(阴极与工件间建立的电弧)。
等离子弧堆焊的主要热源是转移型等离子弧。
在采用联合弧堆焊时，一般采用两台独立的直流弧焊机作电源，分别供给非转移弧(简称“非弧”)和转移弧(简称“转弧”)。
两个电源的负极并联在一起，通过水电缆接至焊枪的钨电级（阴极）。
非弧电源的正极通过水电缆接至焊枪的喷嘴。
转弧电源的正极接至工件。
循环冷却水通过水电缆引至焊枪，冷却喷嘴和电极。
氩气通过电磁气阀和流量调节器进入焊枪。
非弧电源接通后，借助在电极和喷嘴之间产生的高频火花引燃非转移弧。
转弧电源接通后，借助非弧在钨极和工件间造成的导电通道，引燃转弧。
转弧引燃后，可保留或切断非弧，主要利用转弧的热量在工件表面产生熔池和熔化合金粉末。
合金粉末按需要量连续供给，借助送粉气流送入焊枪，并吹入电弧中。
粉末在弧柱中被预先加热，呈熔化或半熔化状态落入熔池，在熔池里充分熔化，并排出气体和浮出熔渣。
通过调节转移弧电流来控制熔化合金粉末和传递给工件的热量，合金和工件表层熔合。
随着焊枪和工件的相对移动，合金熔池逐渐凝固，便在工件上获得所需要的合金堆焊层。
熔射
熔射熔射基本原理熔射，又称热喷涂或喷焊，其基本原理是将材料（粉末或线材）加热熔化，在气体带送高速下冲击附着于底材（或工件）表面、堆积、凝固形成膜厚或涂层，达到防腐蚀、防锈、耐磨、润滑、表面粗糙化、吸附、绝缘、绝热....等目的。
熔射是表面处理中的一项特殊处理技术，用途广泛。
热熔射材质形态和热熔射种类热熔射材料种类分为粉末和线材两大类,熔射热喷涂种类一．火焰线材熔射（Wire Flame Spray）1.火焰熔射的热源来自氧气与燃气混合燃烧的火焰，线材经火焰中心熔化，再经高压空气雾化成细微颗粒及加速带送吹向底材表面，堆积、凝固形成涂层或膜厚。
2.火焰燃气可使用以下几种：乙炔、丙烷、氢气等。
3.一般火焰线材熔射适用于：机械零件补修、耐磨、钢构桥梁的防腐蚀防锈、半导体、面板、光电制程模具，金属艺术品制作。
二．火焰粉末熔射（Powder Flame Spray）1.火焰粉末熔射，其基本原理同火焰线材熔射，差异在于送料方式不同，火焰粉末熔射的材质型态是粉末，所以在材质选择方面火焰粉末熔射比较多，因为不是所有的材质都可以做成线材。
2.其所熔射出来的涂层或膜厚的表面粗度、大小取决于粉末颗粒大小。
其涂层的硬度则取决于粉末材质的选用。
三．电弧熔射（Electric ARC Spray）1.电弧熔射，要将两条各自带有正电负电的相同金属线接触产生电弧，瞬间产生高热将金属线材融化，再经高压空气吹细雾化，带送吹向底材（或工件），堆积、凝固成涂层或膜厚。
2.一般适用于：防腐蚀防锈处理、机械加工修补、半导电、面板、光电制程的模具，表面粗化处理。
四．高速火焰熔射（HVOF）1.高速火焰熔射，其基本原理类似火焰粉末熔射。
差别在于受高速火焰熔射带送的粉末速度快很多，粉末以超音速（约600m/sec）冲击堆积凝固于底材表面，其形成的涂层结构比较结实紧密，涂层的机械强度远大于火焰粉末熔射的涂层。
2.高速火焰熔射可使用于以下几种燃气：丙烷、丙烯、氢气、天然气及煤油。
机电设备维修技术授课教案：热喷涂和喷焊修复法
②喷涂粉尘有害健康，注意防尘、通风。
③喷涂噪音可能损坏听力，请使用耳罩。
④喷涂弧光的辐射有损视力，请戴护目镜。
7、发展趋势：
（1）大面积长效防护技术得到了广泛应用
（2）修复强化大型设备及进口零部件国产化
（3）超音速火焰喷涂技术的应用
（4）气体爆燃式喷涂技术进一步得到应用
（3）工艺简单，修复周期短，生产率高，成本低。
（4）能改善和提高零件表面的性能，如抗氧化性、导电性、绝缘性、隔热性
等。
（5）喷涂层的结合强度不高。
3、应用范围
（1）恢复磨损工件的尺寸，如机床主轴、曲轴、凸轮轴轴颈、电动机转子轴、
机床导轨和溜板等；
（2）修复铸件的砂眼、气孔等缺陷；
（3）在需要耐磨的部位，喷一层耐磨材料如磷青铜或铝青铜，以提高零件的
6、合拢固化
将粘接件的粘接表面紧密叠合在一起，并根据粘接剂的特性确定固化温度、压力和时间。
7、检验
对完全固化后的粘接件进行全面的检验，观察有无裂痕、气孔等现象。
8、加工
如有必要可对粘接后的工件进行机械加工，以满足使用要求。
六、粘接修复法的应用
磨损性机件的修复：直接填补法、粘加塑料板法、粘接剂喷涂法
断裂型机件的修复：注意粘接接头设计
（5）氧乙炔火焰塑料粉末喷涂技术发展迅速
（6）热喷涂技术在化工防腐工程中得到应用
（7）激光重熔技术开始应用
（8）在建筑装潢医疗卫生方面也得到了应用
8、喷涂喷焊的分类
根据热源不同，热喷涂技术可分：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、电爆炸喷涂等。
热喷焊技术可分：火焰喷焊、等离子喷焊等。
喷涂喷焊材料可分：线状和粉末状。
焊接中的热喷涂焊技术
焊接中的热喷涂焊技术焊接是工业生产中必不可少的一环，而热喷涂焊技术则是其中的一种。
热喷涂焊技术是一种将焊缝补强的方式，通常使用的材料是金属或者陶瓷粉末。
该技术的应用范围非常广泛，包括工业领域、汽车制造、建筑结构、航空航天、船舶制造等众多领域。
一、热喷涂焊技术的基本原理热喷涂焊技术的基本原理是利用热喷涂焊机，将金属或陶瓷粉末喷射到需要加强的焊缝表面上。
粉末被喷射后，会在钢铁表面上形成一层坚硬的薄壳，并与基材结合形成一种特殊的焊缝结构。
其实，热喷涂焊技术形成的薄壳并不是真正的它，而是一些特殊的化合物，比如说氧化物、氯化物、氟化物等。
这些化合物能够帮助金属或陶瓷粉末更好的与基材表面结合。
经过一系列硬化、淬火等工艺后，最终形成一种非常牢固的焊缝结构。
二、热喷涂焊技术的分类热喷涂焊技术按喷涂方式分为以下几个类别：1. 等离子喷涂：使用等离子灯将金属或陶瓷材料加热成等离子体，然后通过气体的驱动将等离子体喷射到需要加强的焊缝表面上。
2. 弧喷涂：使用高温的电弧将金属或陶瓷材料熔化，然后通过气体的驱动将熔融金属或陶瓷材料喷射到需要加强的焊缝表面上。
3. 火焰喷涂：使用燃气将金属或陶瓷材料加热至熔化状态，然后通过气体的驱动将熔融金属或陶瓷材料喷射到需要加强的焊缝表面上。
4. 冷喷涂：使用压缩空气将金属或陶瓷材料喷射到需要加强的焊缝表面上，然后通过焊后加热硬化工艺使之达到加强效果。
三、热喷涂焊技术的应用热喷涂焊技术应用非常广泛，随着科技的不断进步，其应用范围也越来越广泛，下面列举几个领域的应用：1. 汽车制造：在汽车制造领域，热喷涂技术通常用于汽车零部件如气门座、汽缸及飞轮等的修复和加固。
2. 航空航天领域：在航空航天领域，热喷涂技术通常用于飞机发动机、火箭喷管、液压组件及导弹等部件的加强和修复。
3. 建筑领域：在建筑领域，热喷涂技术不仅用于加强临时建筑物结构，还广泛应用于钢结构、桥梁及地下管道等方面的加强和防腐。
6热喷涂、喷焊与堆焊技术
4. 热喷涂用复合材料(粉末、丝材)
（主要）为适应热喷涂工艺而制备的复合材料
表6-9
通过增强相增强涂层性能的复合材料
四、热喷涂技术的应用
1. 喷涂耐腐蚀涂层
普利茅斯海湾
热喷涂锌
跨海大桥
汽轮机转子
水轮机机座
2. 喷涂耐磨涂层
延长零件使用寿命、修复磨损失效的机械零件(再制造工程)。
水轮机叶片 球阀球体碳化钨喷涂层
3. 等离子喷涂工艺
特点：(高温低压等离子体)
(优点)焰流温度及速度高，喷涂材料适应面广，特别适合喷涂高熔点材料；涂层密 度及 结合强度高。 (缺点)热效率低、沉积效率较低，设备相对复杂、价格较贵，喷涂成本高。
等离子喷涂设备包括电源、电气控制系统、喷枪、气源和气路、 供粉系统、水冷系统等。
三、等离子喷焊
定义：
采用等离子弧作为热源加热基体，使其表面形成熔池，同时将喷 焊粉末材料送入等离子弧中，粉末在弧柱中得到预热，呈熔化或半 熔化状态，被焰流喷射至熔池后，充分熔化并排出气体和熔渣，喷 枪移开后合金熔池凝固，形成喷焊层的工艺过程。
(工件带电，联合弧)
(工件不带电，非转移弧)
非转移弧： 工作时首先引燃，再建立转移弧
二、堆焊工艺方法
各种焊接方法都可以用来进行堆焊。 常用堆焊工艺方法： 氧－乙炔焰堆焊 手工电弧堆焊 钨极氩弧堆焊 熔化极气体保护电弧堆焊 埋弧堆焊 等离子弧堆焊 电渣堆焊 堆焊材料通常为棒状、管状、带状。
等离子弧堆焊
稀释率、熔敷速度和堆焊层厚度是最重要的指标。
(在允许的稀释率水平下尽可能提高熔敷速度。)
涂层及基体材质广泛 基体温度低 操作灵活
热喷焊和热喷涂的差别
热喷涂与热喷焊的区别
1、涂层结合机理不同
热喷涂的结合机理是：机械结合、冶金—化学结合、物理结合。
其中以机械结合为主。
喷焊的结合机理是：化学冶金结合，实现原子间的永久连接。
2、工件受热情况不同
喷涂无重熔过程，工件表面温度可始终控制在250℃以下。
一般不产生变形和使工件的组织状态发生变化。
而喷焊要使涂层融化，重熔温度可达900℃以上，不仅易引起工件变形，而且多数工件会发生退火或不完全退火。
3、与基材的结合状态不同
喷涂层与基材表面的结合以机械咬合为主，尽管存在微区冶金结合，涂层结合强度不高，一般为30~50 MPa。
喷焊通过涂层熔化与基材表面形成冶金结合，结合强度一般可达
343~440MPa。
4、喷涂材料不同
喷焊要求使用自熔性合金粉末，而喷涂则对粉末的自熔性要求不高，且不一定是自熔性合金粉末，各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂，但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺。
粉末火焰喷焊所用粉末必须是自熔性合金粉末，而喷涂所用粉末不受限制。
5、覆盖层结构不同
喷焊层均匀致密，一般认为无孔隙，而喷涂层有孔隙。
6、承载能力不同
喷涂层不能承受冲击载荷和较高的接触应力，适用于各种面接触工件的表面喷涂。
喷焊层可承受冲击载荷和较高的接触应力，可用于线接触场合。
综上所述，当工件承载大，尤其是受冲击负荷作用和在腐蚀介质中使用时，以采用喷焊为宜，当工件不允许有变形发生或不允许改变其原始组织，而且工件不承受或仅承受轻微冲击载荷时，则宜采用喷涂。
目前广泛采用的有粉末火焰喷焊及等离子弧喷焊两种工艺。
热喷涂与喷焊
热喷涂与喷焊1.简要说明表面工程概念的含义，常用的表面工程手段或方法有哪些？表面工程是材料表面经预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面工程技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需要表面性能的系统工程。
表面工程技术分为三类：表面合金化、表面覆层与覆膜技术和表面处理。
表面合金化：包括喷焊、堆焊、离子注入、转化膜技术、扩散渗入、激光熔敷、热渗镀等。
表面覆层与覆膜技术：包括电化学沉积、化学沉积、气相沉积、热喷涂、电镀、化学转化处理、电刷镀、化学镀、气相沉积、涂装、堆焊、金属染色、热浸镀等。
表面处理：包括激光、电子束热处理技术以及喷丸、辊压、孔挤等表面加工硬化技术，表面纳米化加工。
2.什么是热喷涂，主要有哪些具体方法？热喷涂技术是采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源，使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它们的复合材料等喷涂材料加热到熔融或半熔融状态，通过高速气流使其雾化，然后喷射、沉积到经过预处理的工件表面，从而形成附着牢固的表面层的加工方法。
热喷涂技术依照所采用的热源不同通常可分为：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和冷喷涂四大类：①火焰喷涂：利用气体燃烧放出的热进行的热喷涂称火焰喷涂。
火焰喷涂最常用的喷涂热源是氧乙炔焰。
根据喷涂材料的形状可分为丝材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。
②电弧喷涂：将两根被喷涂的金属丝作为自耗电极，利用其端部产生的电弧作为热源来熔化金属丝材，用压缩空气进行雾化的热喷涂方法。
③等离子喷涂：采用等离子弧为热源，以喷涂粉末材料为主的热喷涂方法。
④冷喷涂：它不使用任何高温火焰来直接加热熔化喷涂粉末。
它采用高压高速的气流驱动喷涂材料粉末来进行喷涂，当固态粉末粒子的速度高于某一临界值时，粒子与基材发生粘合沉积，从而形成涂层。
高压气源产生的高压气体分别用作工作气体和送粉气体，气体加热器分别预热工作气体和送粉气体至100～600℃。
re 第六章 热喷涂、喷焊与堆焊技术
热喷焊技术：
分类： 氧-乙炔火焰喷焊 等离子喷焊 激光熔覆
喷焊的特点：
（1）涂层组织致密，缺陷少，与基体冶金结合，强 度结合是热喷涂的10倍，因此，可以涂敷几个毫米 厚，不会开裂，这样热喷焊可以用于修复表面磨损 的零件，或者用来强化表面。 （2）热喷焊时，存在一个涂层材料与基体匹配的问 题。因为和基体要达到冶金结合，真要炼合金，两 种材料必须能炼到一起去。实际就是涂层材料基体 材料必须能够液态和固态时能够有一定的溶解度。 另外，基体材料的熔点要高于涂层材料的熔点，通 常基体有少量熔化，但是不容许基体塌陷。从这些 条件来看，喷焊材料的选择范围比热喷涂小多了。
相对比较而言，粉末喷涂选材容易，因为制粉比制线材容易多了。 火焰喷涂适用于金属材料和塑料，因为焰流温度比较低（800-2电极之间产生的放电作为热源的。两根丝材接在直流电源 的正负极上，在离开导嘴后短接，产生电弧，电弧就会稳定的燃烧，不断熔 化喷涂材料，在压缩空气的作用下雾化，并喷涂在基体表面上。电弧喷涂比 火焰喷涂质量要好，涂层致密度高，结合强度高。但是只能用于导电的金属 线材。通常用来喷涂防腐的锌铝涂层。
η为喷焊层的稀释率，A为喷焊的金属质量，B为基 体熔化的质量。所以，稀释率不能大，否则涂层成 分会严重偏离你设计的成分。
二、热喷焊工艺
（1）氧-乙炔火焰喷焊 用氧-乙炔混合气体燃烧的火焰作为热源。设备就是喷 焊枪、气焊的那一套，气瓶，焊枪和普通气焊枪的区别 就是加了套送粉机构，一个粉斗，再加一个开关。
5．涂层的结合强度 热喷涂层的形成是液滴与基体撞击后变形与基体不平处咬 合在一起，后来的颗粒是一层层镶嵌在一起的，因此，结合属于 机械结合。结合力较低，只能达到母体材料的30%以下，最高能 达到70MPa. 6．热喷涂的技术特点 （1）可以制备各种材质的涂层 （2）基体温度低 基体温度在30-200℃，变形小。 （3）操作灵活 （4）涂层厚度范围广 几十个um到几个mm都能喷涂，另外效率高，成本低。 7. 热喷涂的工艺流程 基体表面预处理（清洗、粗化3.2-12.5um， 粘结底层，就是 选择容易喷涂的材料打底，然后再喷涂涂层材料，底层材料有NiAl Ni-Cr合金等）——热喷涂——封孔（就是用一些树脂类物质 把孔隙填充。提高抗腐蚀能力）——机加工。
第5章 热喷涂、喷焊与堆焊技术
1）喷焊材料需能够润湿基材； 2）必须与基材相容，即它们在液相和固 相下必须有一定的溶解度； 3）基材的熔点应高于喷焊材料的熔点， 否则易导致基材塌陷或损坏； 4）喷焊材料在凝固结晶过程中应不会产 生热裂纹，或使基材热影响区产生裂纹。
因此，热喷焊工艺只能适合于一些特定的金属材料（包 括基材和粉末）
第一节：热喷涂技术
1.1、热喷涂技术原理与特点
1. 热喷涂原理
利用各种不同的热源，将欲喷涂的各种材料(如 金属、合金、陶瓷、塑料及其各类复合材料)加 热至熔化或熔融状态，借助气流高速雾化形成 “微粒雾流”沉积在已经预处理的工件表面形成 堆积状，与基体紧密结合形成喷涂层。 而将某些喷涂层进行重熔处理形成的冶金结 合特征的涂层称之为喷熔层或重熔层。
等离子喷涂设备
超音速喷涂设备
⑧ 激光喷涂
将从激光器发出的激光束 聚焦在喷枪喷嘴近旁，喷 涂粉末由压缩气体从喷嘴 喷出，由激光束加热熔化， 压缩气体将熔粒雾化、加 速，喷射到基材表面形成 涂层。
1.3、热喷涂涂层材料
热喷涂工艺对涂层材料的基本要求
1
涂层材料必须满足设计特性；
被喷涂的材料必须满足对热喷涂涂层使用 功能特性的基本要求，如耐磨、耐蚀、耐 高温、抗氧化、可磨耗密封、自润滑、热 辐射、导电、绝缘及超导等。
“抛锚作用”：即最先形成的薄片状颗粒与基体 表面凹凸不平处产生机械咬合，随后依照次序堆 叠镶嵌，形成以机械结合为主的喷涂层；此外基 体表面局部瞬时高温，导致涂层材料与基体之间 发生局部扩散和焊合，形成冶金结合。
机械结合为主的结合机理决定了热喷涂涂层 的结合强度比较差，只相当于其母体材料的5 ％—30%。最高也只能达到70MPa。
6
加热不均匀，薄壁、细长构件要注意变形。
喷涂与喷焊
喷涂一般采用高碳钢，以弥补碳元素的烧损。
18
机电工程学院
2.粉芯丝材 粉芯丝材包括外皮和粉芯两部分，是由金属外皮内
包装着不同类型的金属、合金粉末或陶瓷粉末构成
的，因而同时具备丝材和粉末的优点，能够进行柔
性加工制造，拓宽了涂层材料的成分范围，并可制
造特殊的合金涂层和金属陶瓷复合材料涂层。
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机电工程学院
11
机电工程学院
第六章船机零件的修复工艺
三、粉末火焰喷熔 l.喷熔原理 喷熔(或喷焊)也是利用氧-乙炔焰作热源，用 专用喷枪把合金粉末加热到熔化状态后喷 到经预处理的零件表面上，再用火焰使涂 层重新熔化后熔焊在零件表面上的工艺。 2.喷熔工艺过程 零件喷熔前的预处理只需将零件表面清洁和进 行预热,预热温度为200-250℃。 ① 一步法喷熔 ② 两步法喷熔
2.热喷涂工艺的特点
①适用的材料范围广。 ②热喷涂材料广。 ③工艺简单，操作容易，涂层形成速度快，加工时间短， 生产率高。 ④喷涂零件受热温度低，热应力小，变形非常小。 ⑤喷涂层与零件表面为机械结合,结合强度低，约为55OMPa,抗冲击性能差。 ⑥喷涂层是由金属颗粒堆积而成的，内部多孔，可存油， 有利于润滑。喷熔层则是连续致密的金属。 ⑦喷涂层厚度可从0.O5mm至几毫米。喷熔层的最小厚度 为0.8mm,一步法喷熔层厚度一般不大于2mm；二步法每 次喷熔层厚度为0.2-0.3mm,可多次实施获得较大厚度的 喷熔层。
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喷丸
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① 喷丸处理是利用高速喷射出的砂丸和铁丸，对工件表 面进行撞击，以提高零件的部分力学性能和改变表面状 态的工艺方法。 ② 喷丸的方法通常有手工操作和机械操作两种。 ③ 喷丸通常是直径为0.5～2mm的沙粒或铁丸。沙粒的材 料多为Al2O3或SiO2。表面处理的效果与丸粒的大小、 喷射速度和持续时间有关。 ④ 喷丸用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐 蚀性等，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、 焊件的残余应力等。
设备维修技术简介（修复）
设备维修技术简介（一）--——喷涂（焊）技术及其特点来源：本站原创作者：费敬银，辛文利，王卫康日期：2008年03月18日中国刷镀网电刷镀修复技术查1．前言机械设备在运行或停机过程中不可避免地会由于磨损、疲劳、断裂、变形、腐蚀、老化等原因而导致设备性能逐渐劣化、甚至出现故障。
继续使用输出参数下降或不能正常运行的设备必然造成运行成本增加、加工精度降低、产品质量下降，也可能带来灾难性的后果。
因此，及时排除设备故障、恢复设备应有的性能，需要一套系统、科学的设备维护、保养和修理方法。
传统的修理方法包括：机械加工修理法（修理尺寸法、附加零件法、局部更换法）、焊修（补焊、钎焊、堆焊）、电镀（低温镀铁、镀铬）、胶粘（无机胶粘、有机胶粘、以及复合胶粘技术）等，在现实生活中，多数维修工作者仍使用传统的修理方法进行零部件的修复。
20世纪中期之后，随着工业化社会的迅速发展，机械设备的大量使用，工业自动化程度提高，人们越来越清楚地认识到设备维护、保养、维修的重要性，维修工作者开始研发新型设备维修技术，相继出现了热喷涂、热喷焊技术（火焰喷涂、喷焊等），等离子喷涂、喷焊技术，电弧喷涂技术、爆炸喷涂技术、冷焊技术（补片技术）、微弧冷焊技术（气体保护熔丝焊技术）和电刷镀技术等。
近年来，伴随着设备失效分析、故障诊断、状态检测技术的发展以及可靠性与可维修性理论的出现，一套系统、科学的现代设备维修体系乙逐渐形成。
由于每一种修理方法都有其自身的特点和不足，因此，对于经常从事设备维修的科技工作者而言，根据零件的破坏方式选用恰当的维修技术，实现高效、可靠、低成本的设备维修显得非常重要。
“中国刷镀网”将陆续介绍每种维修技术的特点及其在实际应用中应注意的事项，供维修工作者在选择恰当的维修方法时参考。
了解更多详细内容，请参阅维修教材或专著（如西北工业大学出版社出版的《机械设备维修工艺学》等）。
2．热喷涂（焊）技术及其特点有人常常将热喷涂技术和热喷焊技术混为一谈，不清楚两者之间的本质差异。
激光焊喷嘴的作用原理
激光焊喷嘴的作用原理激光焊喷嘴是激光焊接系统中的重要组成部分，它的作用是通过喷嘴对焊接材料进行保护和控制激光束的方向和形状，保证激光焊接过程中的稳定性和精确性。
激光焊喷嘴的作用原理涉及喷嘴结构、工作原理和激光焊接过程中的影响因素等方面的知识。
激光焊喷嘴的结构通常包括喷嘴本体、焊接材料流道、冷却水通道以及气体通道等部分。
在激光焊接过程中，焊接材料需要通过喷嘴的流道进入焊接区域，并且在激光焊接过程中，焊接区域需要保持一定的温度，因此冷却水通道的设计能够有效地控制焊接区域的温度，保护焊接材料不受过热的影响。
同时，气体通道能够提供保护气体，形成一层气体保护层，避免氧化等不良反应的发生。
激光焊喷嘴的工作原理是利用气体射流的动力作用，将焊接材料推进焊接区域，同时形成一层气体保护层，保护焊接区域的熔融池不受氧化、污染等不良影响。
喷嘴的结构形式、喷口尺寸、气体种类和流量等参数的选择对激光焊接过程中的稳定性和焊缝质量具有重要影响。
在激光焊接过程中，焊接材料需要通过喷嘴的流道进入焊接区域，并且在激光焊接过程中，焊接区域需要保持一定的温度，因此冷却水通道的设计能够有效地控制焊接区域的温度，保护焊接材料不受过热的影响。
激光焊喷嘴在激光焊接过程中的影响因素主要包括气体种类、流量、压力、喷嘴结构、冷却水通道等。
气体种类和流量的选择会影响保护气体层的形成和保护效果，不同的焊接材料需要选择适当的保护气体种类和流量。
压力的选择会影响焊接材料的流动速度和喷嘴的射流形状，不同的焊接材料以及不同的焊接条件需要选择适当的压力。
喷嘴的结构形式和喷口尺寸的选择会影响激光束的形状和聚焦效果，不同的焊接要求需要选择不同的喷嘴结构和喷口尺寸。
冷却水通道的设计会影响焊接区域的温度分布和冷却效果，有效的冷却水通道设计可以保护焊接材料不受过热的影响，同时也可以延长喷嘴的使用寿命。
总之，激光焊喷嘴在激光焊接过程中起着非常重要的作用。
它能够通过喷嘴的结构和工作原理保护焊接材料，控制焊接过程中的气体保护层形成和保护效果，同时也能够通过气体射流的动力作用推进焊接材料进入焊接区域。
波峰焊喷雾系统的工作原理
波峰焊喷雾系统的工作原理
波峰焊喷雾系统是一种自动喷雾装置，用于在焊接过程中提供保护性的气体喷雾，以防止氧气对焊接的不良影响。
其工作原理如下：
1. 润滑剂喷射原理：波峰焊喷雾系统通过润滑剂喷射来形成保护性气雾层，以减少焊缝界面与空气的接触，防止氧气的进入。
2. 气体供应原理：波峰焊喷雾系统使用压缩空气或惰性气体（如氩气）作为喷嘴释放润滑剂的载体。
该气体通过系统中的气体供应管道被输送到喷嘴。
3. 润滑剂供给原理：润滑剂通常以液体形式储存在系统的油箱中。
系统通过泵将润滑剂从油箱中抽取，并通过喷嘴喷射到焊缝上。
4. 控制原理：波峰焊喷雾系统通常具有可调节的润滑剂供给速度和气体喷射速度。
可以通过调整系统的参数来控制润滑剂的喷射量和气体的喷射速度，以满足不同焊接工艺的需求。
总结起来，波峰焊喷雾系统的工作原理是通过润滑剂喷射和气体供应来形成保护性气雾层，以保护焊缝在焊接过程中不受氧气的影响。
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喷焊的原理、工艺、方法简介
喷焊是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至1000～1300℃，使颗粒熔化，造渣上浮到涂层表面，生成的硼化物和硅化物弥散在涂层中，使颗粒间和基体表面达到良好结合。
最终沉积物是致密的金属结晶组织并与基体形成约0.05～0.1mm的冶金结合层，其结合强度约400MPa，抗冲击性能较好、耐磨、耐腐蚀，外观呈镜面。
与喷涂层相比，喷焊层的优点显著。
但由于重熔过程中基体局部受热后温度达900℃，会产生较大热变形。
因此，喷焊的使用范围有一定局限性。
适于喷焊的零件和材料一般是：①受冲击载荷，要求表面硬度高，耐磨性好的易损零件，如抛砂机叶片，破碎机齿板，挖掘机铲斗齿等；②几何形状比较简单的大型易损零件，如轴、柱塞、滑块、液压缸、溜槽板等；
③低碳钢、中碳钢（含碳0.4％以下）、含锰、钼、钒总量＜3％的结构钢、镍铬不锈钢、铸铁等材料。
(1)喷焊用自熔性合金粉末
自熔性合金粉末是以镍、钴、铁为基材的合金，其中加入适量硼和硅元素，起脱氧造渣焊接熔剂的作用，同时能降低合金熔点，适于乙炔一氧焰对涂层进行重熔。
国产自熔性合金粉末品种较多，镍基合金粉末有较强的耐蚀性，抗氧化性可达650°C，耐磨性强；钴基合金粉末最大的特点是红硬性好，可在700℃保持较好的耐磨性和耐蚀性；铁基合金粉末耐磨粒磨损性优于其他两类。
(2)喷焊工艺
喷焊的工艺程序基本与喷涂相同，所不同者在喷粉工序中增加了重熔程序。
喷焊有一步喷焊法和二步喷焊法。
施工前应注意：①工件表面有渗碳层或氮化层，在预处理时必须清除；
②工件的预热温度为一般碳钢200～300℃，耐热奥氏体钢350～400℃。
预热火焰用中性或弱碳焰。
此外，喷涂层重熔后，厚度减小25％左右，喷熔后在热态测量时，应将此量考虑在内。
一步喷焊法。
一步法即喷一段后即熔一段，喷、熔交替进行，使用同一支喷枪完成。
可选用中、小型喷焊枪。
在工件预热后先喷涂0. 2mm的保护层，并将表面封严，以防氧化，喷熔从一端开始，喷距10～30mm，有顺序地对保护层局部加热到熔融开始湿润（不能流淌）时再喷粉，与熔化反复进行，直至达到预定厚度，表面出现“镜面”反光，再向前扩展，达到表面全部覆盖喷焊层。
如一次厚度不足，可重复加厚。
一步法适用于小型零件或小面积喷焊。
二步喷焊法。
二步法即先完成喷涂层再对其重熔。
喷涂与重熔均用大功率喷枪，例如SpH-E喷、焊两用枪，使合金粉末充分在火焰中熔融，在工件表面上产生塑性变形的沉积层。
喷铁基粉末时用弱碳火焰，喷镍基和钴基粉末时用中性或弱碳火焰。
喷粉每层厚度＜0.2mm，重复喷涂达到重熔厚度，一般可在0.5～0. 6 mm时重熔。
如果喷焊层要求较厚，一次重熔达不到要求时，可分几次喷涂和重熔。
重熔是二步法的关键工序，在喷涂后立即进行。
用中性焰或弱碳化焰的大功率柔软火焰，
喷距约20 ～ 30mm，火焰与表面夹角为60°～75°，从距涂层约30mm处开始，适当掌握重熔速度，将涂层加热，直至涂层出现“镜面”反光为度，然后进行下一个部位的重熔。
重熔时应防止过熔（即镜面开裂），涂层金属流淌，或局部加热时间过长使表面氧化。
多层重熔时，前一层降温至700℃左右，清除表面熔渣后，再作二次喷熔。
重熔宜不超过3次。
工件的冷却。
中低碳钢、低合金钢的工件和薄焊层、形状简单的铸铁件在空气中自然冷却。
对于焊层较厚、形状复杂的铸铁件，锰、铜、钒含量较大的合金钢件，冷硬性高的零件，要埋在石灰坑中缓冷。