1電弧噴涂的原理 電弧噴涂是利用兩根連續(xù)送進的金屬作為自耗電極，在其端部產(chǎn)生電弧作為熱源，利用壓縮空氣將熔化了的絲材霧化，并以高的速度噴向工件表面形成涂層的一種熱噴涂方法。噴涂時，兩根絲狀金屬噴涂材料通過送絲裝置均勻連續(xù)的分別送進電弧噴涂槍中的導(dǎo)電嘴內(nèi)，導(dǎo)電嘴分別接電源的正負極并保障兩根絲材在未接觸前的可靠絕緣。當兩根金屬絲材端部由于送進而相互接觸時，發(fā)生短路而產(chǎn)生電弧，使絲材端部瞬間熔化，壓縮空氣將熔融金屬熔化成微熔滴，以很高的速度噴射到工件表面，形成電弧噴涂層。2電弧噴涂工藝的特點電弧噴涂作為一種新型的熱噴涂方法，有許多顯著的優(yōu)點。2.1涂層結(jié)合強度較高、硬度高、孔隙率低電弧噴涂時，熔滴溫度可達6000℃以上， 微熔滴加熱溫度、噴射速度都比火焰噴涂時高，因此粒子的動能和熱能都比較高，從而獲得較高的結(jié)合強度和涂層強度。試驗證明，電弧噴涂的結(jié)合強度約是火焰噴涂層的2.5倍。電弧噴涂形成的涂層硬度要比噴涂材料高30％－80％。電弧噴涂涂層的孔隙率小于8％，低于火焰噴涂所得的涂層的孔隙率。2.2生產(chǎn)率高、安全可靠，噴涂工件不變形電弧噴涂的生產(chǎn)率正比于噴涂電流，它的高效率表現(xiàn)在單位時間內(nèi)噴涂金屬的用量大。試驗證明：噴涂電流為300A時，噴Zn效率可達30kg/h，噴Al可達10 kg/h。電弧噴涂技術(shù)僅使用電源和壓縮空氣，不用氧氣、乙炔等易燃氣體，安全性高，噴涂工件不變形。2.3能源利用率高，噴涂成本低電弧噴涂的節(jié)能效果十分突出，能源利用率顯著高于其他噴涂方法，而能源費用降低50％以上。除它的能源利用率很高外，加之電能的價格又遠低于氧氣和乙炔，其費用通常僅為火焰噴涂的1/5～1／10，等離子噴涂成本的1/5～1／20，而其噴涂效率卻提高了近一倍。2.4設(shè)備造價低、使用維修方便、便于現(xiàn)場施工電弧噴涂設(shè)備成本只有等離子噴涂設(shè)備的1/4～1／6。而且電弧噴涂設(shè)備體積小、重量輕、移動方便、易損件少，維修方便，易于現(xiàn)場施工。3電弧噴涂設(shè)備及材料 3.1 電弧噴涂設(shè)備電弧噴涂設(shè)備由電弧噴涂槍、控制箱、電源、送絲裝置及壓縮空氣系統(tǒng)等組成。（1） 電弧噴涂電源國外近年來電弧噴涂電源均采用平的伏安特性。過去采用直流電焊機作為電弧噴涂電源，由于電焊機具有陡降的外特性，電弧工作電壓在40V以上，使噴涂過程中碳燒損大，降低涂層硬度。平的伏安特性電弧噴涂電源可以在較低的電壓下噴涂，使涂層中碳的燒損大為減少（約減少50％），可以保持良好的弧長自調(diào)節(jié)作用，能有效的控制電弧電壓。平特性的電源在送絲速度變化時，噴涂電流迅速變化，維持穩(wěn)定的電弧噴涂過程。根據(jù)噴涂絲材選擇一定的空載電壓，改變送絲速度可以自動凋節(jié)電弧噴涂電流，從而控制電弧噴涂的生產(chǎn)率。（2） 電弧噴槍電弧噴槍是電弧噴涂設(shè)備的關(guān)鍵裝置。其作用是將連續(xù)送進的絲材在噴槍前部一定的角度相交，由于絲材各自接于直流電源的兩極而產(chǎn)生電弧，從噴嘴噴射出的壓縮空氣流對著熔融金屬吹散形成穩(wěn)定的霧化金屬粒子流。3.2 電弧噴涂材料電弧噴涂材料主要包括有色金屬絲材（鋁、鋅、銅、鎳等金屬及其合金）、黑色金屬絲材（碳鋼，不銹鋼）。目前，國內(nèi)外試用2-3mm的粉芯絲材，在其中填充所需的合金粉末，以獲得合金噴涂層。（1） 鋅及鋅合金鋅為銀白色金屬，在大氣或水中具有良好的耐腐蝕性，對鋼鐵基材還具有電化學(xué)保護作用。而在酸、堿、鹽中不耐腐蝕，當水中含有二氧化硫時，它的耐腐蝕性能很差。在鋅中加入鋁可以提高噴涂后的耐腐蝕性能，因此目前大量使用Zn-A1合金噴涂材料。鋅噴涂層已廣泛應(yīng)用于室外露天的鋼鐵構(gòu)件，如水門閘、橋梁、鐵塔和容器等。（2） 鋁及鋁合金鋁用作防腐噴涂層時，作用與鋅相似。它與鋅相比，比重輕，價格低廉，在含有二氧化硫的氣氛中耐腐蝕效果比較好。在鋁及鋁合金中加入稀土元素不僅可以提高涂層的結(jié)合強度而且可以降低孔隙率。鋁還可以用作耐熱噴涂層。鋁在高溫作用下，能在鐵基體上擴散，與鐵發(fā)生作用生成抗高溫氧化的Fe3A1，從而提高了鋼材的耐熱性。鋁涂層己廣泛應(yīng)用于貯水容器、硫磺氣體包圍中的鋼鐵構(gòu)件、食品貯存器、燃燒室、船體和閘門等。（3） 銅及銅合金純銅主要用作電器開關(guān)和電子元件的導(dǎo)電噴涂層及人像、工藝品、水泥等建筑表面的裝飾噴涂層。黃銅噴涂層廣泛用于修復(fù)磨損及加工超差的零件，修補有鑄造砂眼、氣孔的黃銅件，也可作為裝飾噴涂層使用。鋁青銅涂層的結(jié)合強度高，抗海水腐蝕能力強，并具有很好的耐腐蝕疲勞和耐磨性。主要用于噴涂水泵葉片、氣閘閥門、活塞、軸瓦表面。（4） 鎳及鎳鉻合金鎳合金中用作噴涂材料的主要為鎳鉻合金，這類合金具有很好的抗高溫氧化性能，可在800℃高溫下使用，是日前應(yīng)用很廣的熱阻材料。鎳鉻涂層可以耐水蒸氣、二氧化碳、一氧化碳、氨、醋酸及堿等介質(zhì)的腐蝕，因此，鎳鉻合金被大量用作耐腐蝕及耐高溫噴涂層。例如，美國采用45CT（45％Cr、4％Ti，其余為Ni）絲材電弧噴涂鍋爐管道取得了良好效果。（5） 碳鋼和低合金鋼碳鋼和低合金鋼是廣泛應(yīng)用的電弧噴涂材料。它具有強度較高、耐磨性好、價格低廉等特點。電弧噴涂過程中碳和合金元素易燒損，易于造成涂層多孔和氧化物夾渣，使涂層性能下降，因此采用碳元素較高的碳鋼，以彌補碳元素的燒損。（6） 粉芯絲材國內(nèi)外已采用粉芯絲材作為電弧噴涂材料，我國已應(yīng)用3Crl3、4Crl3、7Crl3等絲材作為耐磨噴涂材料，同時具有良好的抗高溫穩(wěn)定性。