Elektrisches Lichtbogen-Spray
Ein thermisches Spritzverfahren, bei dem ein Lichtbogen zwischen zwei verbrauchbaren Elektroden eines Beschichtungsmaterials getroffen wird. Komprimiertes Gas wird verwendet, um das Material zu zerstäuben und das Material auf das Substrat zu treiben. (1)
Das Lichtbogensprühverfahren verwendet Metall in Drahtform. Dieses Verfahren unterscheidet sich von anderen thermischen Spritzverfahren dadurch, dass es keine externen Wärmequellen wie bei jedem der Verbrennungsgas / Flammspritzverfahren gibt. Aufheizen und Schmelzen treten auf, wenn zwei elektrisch entgegengesetzte geladene Drähte, die das Spritzmaterial enthalten, so zusammengeführt werden, dass ein kontrollierter Lichtbogen an ihrem Schnittpunkt auftritt. Das geschmolzene Metall wird durch Düsen von Druckluft oder Gas zerstäubt und auf das vorbereitete Werkstück getrieben.
Bereits 1914 experimentierte Schoop in Zusammenarbeit mit Bauerlin (2), Elektroingenieur, mit elektrischer Heizung zum Sprühen. Erste Versuche waren erfolglos, da sie versuchten, ihre Sprühvorrichtung auf den Linien der geschmolzenen Metallausrüstung anstatt des Drahtes zuzuschneiden. Ein Pol war ein Graphitschmelztiegel, beladen mit dem Verbrauchsmaterial, der andere ein Kohlenstoffstab. Ein Bogen wurde zwischen dem Tiegel und dem Stab geschlagen, wodurch das metallische Verbrauchsmaterial zum Schmelzen gebracht wurde und durch eine Öffnung strömte. Beim Austreten wurde das geschmolzene Metall durch Druckgasstrahlen zerstäubt. Irgendwann wurde eine Vorrichtung unter Verwendung von zwei Drähten gebaut, die voneinander isoliert waren, um an einer Stelle vorzuschieben und zu schneiden. Im allgemeinen erhielten die Drähte eine Differenz des elektrischen Potentials von etwa 89 V, die die Drähte zum Schmelzen brachte; In Gegenwart eines Gasstroms wurde ein Sprühen erzeugt. Spätere Geschütze, entwickelt von Schoop, unterscheiden sich nicht wesentlich von denen, die heute verwendet werden.
Die Waffe ist relativ einfach. Zwei Führungen führen die Drähte zu einem Lichtbogenpunkt. Hinter diesem Punkt leitet eine Düse einen Strom von Hochdruckgas oder Luft auf den Lichtbogenpunkt, wo sie das geschmolzene Metall zerstäubt und wie in der obigen Graphik zum Werkstück transportiert. Typischerweise können Leistungseinstellungen von etwa 450 A über 50 kg / h (110 lb / h) sprühen. Es werden elektrische Lichtbogenspritzsysteme angeboten, die entweder einen Luft- oder einen Elektromotor zuführen. Einige Einheiten schieben den Draht zum Gewehr, während andere den Draht in den Bogen ziehen. Zu den Kontrollen gehören Volt- und Amperemeter und Luftregler.
Das Lichtbogenspritzen hat den Vorteil, dass kein Sauerstoff und / oder ein brennbares Gas erforderlich ist; Es hat die Fähigkeit gezeigt, Metalle mit hohen Sprühraten zu verarbeiten; Und ist in vielen Fällen weniger kostspielig als entweder Plasma- und / oder Drahtflammspritzen. Pseudo-Legierungsbeschichtungen oder solche, die durch gleichzeitiges Zuführen von zwei verschiedenen Materialien konstruiert werden, werden leicht hergestellt. Ein Beispiel sind Kupfer-Zinn-Beschichtungen, die durch Zuführen von reinem Kupfer und Zinndrähten in den Lichtbogen erzeugt werden, um eine heterogene Mischung von jedem in der Beschichtung herzustellen. Auch die Einführung von Fülldrähten ermöglichte die Abscheidung von komplexen Legierungen (wie MCrAlYs) sowie karbidhaltigen Metalllegierungen, die nur mit pulverförmigen Materialien als Ausgangsmaterial erreichbar waren. Einige Materialien erzeugen "selbstklebende" Beschichtungen, die in einem "überhitzten" Zustand gesprüht werden. Die überhitzten, heißen Teilchen neigen dazu, auf viele Flächen zu schweißen, wodurch die Haftfestigkeit der Beschichtungen erhöht wird.
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