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Procédé pour déposer un matériau de recouvrement au moyen d'une flamme à plasma.
La.présente invention est relative à un prccédé pour déposer un matériau de recouvrement au moyen d'une flamme à plasma. Ce procédé esr spécialement intéressant lorsqu'on envi- sage un dépôt sur un produit d'une largeur assez grande tel que par exemple un produit métallurgique plat, des corps de chaudière, des réservoirs, des profilés, etc...
Il est bien connu que l'utilisation d'une flamme à plasma permet de réaliser dans de bonnes conditions d'accro- chage la projection d'un matériau de recouvrement sur un substrat
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déterminé. le bon accrochage provenant d' une part des tempéra- tures élevées réalisées dans la flamme à plamma, et d'autre part de la très grande vitesse d'éjection des gaz hors de la tor- che produisent la flume.
On sait par ailleurs que les torches à plamme possèdent le plus souvent une géométrie cylindrique. le plame créé entre cathode centrale cylindrique entourée d'une anoda en forme de tuyère, étant également cylindrique.
@ On sait également que le refroidissement de la tuyère provoque une contraction radiale de la veine de plasma avec comme conséquence, une augmentation de sa température dans la zone axiale du plasma: les filets de gaz ionisés se déplacant dans les tuyères se comportent alors comme un ensemble de cou- rants électriques parallèles qui s'attirent, réalisant ainsi cana la veine un pincement d'origine électro-magnétique.
Lorsqu'on envisage l'utilisation d'une toile torche pour l'application d'une couche d'un matériau de recouvre- ment sur un substrat assez large, tel que par exemple une tôle, on ne peut en général pas embrasser toute la largeur du dit substrat au moyen de la flamme sortant de la torche, ce qui con- duit à effectuer plusieurs passes pour réaliser un recouvre- ment complet.
Une telle méthode présente notamment les incon- vénients d'être assez lente et de réaliser des couches de re- couvrement d'épaisseurs inégales spécialement aux jonctions des différentes passes.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier aisément à ces inconvénients.
Le procédé objet de la présente invention con- siste à modifier la forme de la flamme à plasma sortant de la torche, de façon à la rendre au moins aussi large que le produit dont on envisage le recouvrement. Conformément à l'invention, cette modification de forme est obtenue en changeant la géométrie des électrodes entre lesquelles on fait éclater l'arc générateur de plasma.
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Le procédé de l'invention est eMentielleatent caruat6r.sd en ce que l'un fait passer un flux de gaz entre deux , '18C' Je polarité@ 4iff6r.ntG., entre lesquelles on fait jaillir un arc électrique, l'électrode négative proeentant dans le son txansv4xael, c'8.t--eSir., norrosl d ôune d dlc9roent du flux de gaz, une di naion sensibxament, plus c;.rauc.1e que l'autre, l'électrode pcmitive entourant cOlÇJ.t.Ul\t:
à'41*çtrodo négative et offrant aux gaz transformé* en plasn4, un orifice de sortie de préférence en ferme de tuyère, ox6epr.tnnt ±gal oent dana le sens treasverpal une dimension sensiblement 8upériuxe l'autre, et en et qu'on soumet eu moins l'électrode positive. 'un refroi- dio6oe-rt 8nergique, au moins au voisinage de son o?ific ai sor- ti.e. ce qui a pour effet d'augmenter la déformation de la î1anoe/, de plasma dans le sens d'un amincissement de son pinceau.
Il a été trouvé avantageux de couiner le procédé ci-dessus décrit avec un aecond moyen, pour accentuer encore la déformation de la flamme de plasma, par allongement de celle-ci suivant: sa plus grande dimension transversale.
Ce second moyen consiste essentiellement à son- mettre le pinceau de plasma au voisinage de sa sortie de l'élec- trode positive à un champ électrique et/ou magnétique, dont la for- me plane est sensiblement perpendiculaire l'allure générale de la flamme de plasma. Suivant les effets d'allongement (dans le
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plan transveree.11 à obtenir, les champs électriques et/ou magné- tiques peuvent tre continu ou alternatif, périodiques, pulsatoi- res, homogène ou non et d'intensité réglable suivant une la? temporelle quelconque.
L'efficacité de la déflexion obtenue dépend principalement du tauy d'ionisation du gaz, de l'intensité des champb, de la vitesse d'éjection du gaz plasma. Suivant les caractéristiques continues ou périodiques des champs auxquels ils sont soumis, les courants ionique et électronique du plasma se- ront toujours déviés dans le même sens, ou, au contraire pério- diquement déviés dans un sens puis dans l'autre.
Cette efficacité peut encore être renforcée en ensemençant le jet gazeux, par exemple, par introduction d'éléments alcalinoterreux dans le dit jet.
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Le croquis ci-dessous, donné à titre d'exem-
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pte non lh1': I:tif, représenta s(hématiqe1Cle1\t dans les trois vues, une Lorche plasma grâce à laquelle on peut mettre en oeuvre le procédé de la demande.
Sur cas trois vues l'électrode négative est en 1: l'électrode positive en 2. Ces deux électrodes présenten toutes deux, ainsi que l'orifice 3, une dimension transversale nettement plus Grande que l'autre. Les champs électriques et/- magnétiques sont diriges suivant un plan perpendiculaire à l'a xe de symétrie de l'électrode 1. La sone d'influence de ces champs se trouve confiné sous ou au niveau i .férieur de l'é- lectrode négative.
REVENDICATIONS.
1. Procédé caractérisé en ce que l'on fait pas- ser un flux de gaz entre deux électrodes de polarités dif- férentes, entre lesquelles on fait jailli\ la arc électrique, l'électrode négative présentant dans le sent transversal,
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c'est-à-di, normal au sens de déplacomont du flux de gaz, une dimension sensiblement plus grande que l'autre, l'électrode positive entourant complètement l'61eotxo4te ;6gative et oJf::¯n:
aux gaz transforMés en plasma, un orifL0=o do soucie ce préfé- rence en forme de tuyère, présentant ég 1, meit dans le sens transversal une dimension aenwibloment aw,6rieure à l'autre, et en ce qu'on soumet au moins l'électrode positive, à un re- froidissement énergique, au moins au voisinage de son orifice
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de sortie, ce qui a pour effet d' augaortax 'ta déformation de la flamme ae plasma dans le ne d'un Mtcj.aawatent de son pinceau.
2. Procède suivant la rn3:;:aticsn 1, aaractiri né on ce que, au voisinage de sa sortia de 1 électrode posi-
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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A method of depositing a covering material using a plasma flame.
The present invention relates to a method for depositing a covering material by means of a plasma flame. This process is particularly advantageous when a deposit is envisioned on a product of a fairly large width such as for example a flat metallurgical product, boiler bodies, tanks, profiles, etc.
It is well known that the use of a plasma flame enables the projection of a covering material onto a substrate under good bonding conditions.
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determined. the good adhesion resulting on the one hand from the high temperatures achieved in the plasma flame, and on the other hand from the very high speed of ejection of the gases out of the torch produce the flume.
It is also known that flame torches most often have a cylindrical geometry. the plate created between a cylindrical central cathode surrounded by a nozzle-shaped anoda, also being cylindrical.
@ We also know that the cooling of the nozzle causes a radial contraction of the plasma stream with the consequence of an increase in its temperature in the axial zone of the plasma: the streams of ionized gas moving in the nozzles then behave like a set of parallel electric currents which attract each other, thus creating an electro-magnetic pinch of the vein.
When considering the use of a torch cloth for the application of a layer of a covering material on a rather large substrate, such as for example a sheet, one cannot in general embrace the entire surface. width of said substrate by means of the flame coming out of the torch, which leads to making several passes in order to achieve complete coverage.
Such a method has in particular the drawbacks of being quite slow and of producing covering layers of unequal thickness, especially at the junctions of the different passes.
The subject of the present invention is a method which makes it possible to easily remedy these drawbacks.
The method which is the subject of the present invention consists in modifying the shape of the plasma flame exiting the torch, so as to make it at least as large as the product which is to be covered. In accordance with the invention, this change in shape is obtained by changing the geometry of the electrodes between which the plasma generating arc is burst.
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The process of the invention is essentially caruat6r.sd in that one passes a flow of gas between two, '18C' I polarity @ 4iff6r.ntG., Between which an electric arc is spouted, the negative electrode proeentant in the sound txansv4xael, c'8.t - eSir., norrosl of a decrease in gas flow, one di naion sensitively, more c; .rauc.1e than the other, the pcmitive electrode surrounding cOlÇJ. t.Ul \ t:
à'41 * çtrodo negative and offering to gases transformed * into plasn4, an outlet orifice preferably in nozzle farm, ox6epr.tnnt ± gal oent in the treasverpal sense a dimension appreciably 8upériuxe the other, and in and that one subject minus the positive electrode. 'an energetic cooling, at least in the vicinity of its outlet. which has the effect of increasing the deformation of the plasma i1anoe in the direction of a thinning of its brush.
It has been found advantageous to squeal the process described above with a second means, in order to further accentuate the deformation of the plasma flame, by lengthening the latter according to: its largest transverse dimension.
This second means essentially consists in subjecting the plasma brush near its outlet from the positive electrode to an electric and / or magnetic field, the planar shape of which is substantially perpendicular to the general shape of the flame. of plasma. Depending on the lengthening effects (in the
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transverse plane.11 to be obtained, the electric and / or magnetic fields can be direct or alternating, periodic, pulsatile, homogeneous or not and of adjustable intensity according to a? any temporal.
The efficiency of the deflection obtained depends mainly on the ionization rate of the gas, on the intensity of the fields, on the ejection speed of the plasma gas. Depending on the continuous or periodic characteristics of the fields to which they are subjected, the ionic and electronic currents of the plasma will always be deflected in the same direction, or, on the contrary, periodically deflected in one direction then in the other.
This efficiency can be further enhanced by seeding the gaseous jet, for example, by introducing alkaline earth elements into said jet.
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The sketch below, given as an example
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pte non lh1 ': I: tif, represented (hematiqe1Cle1 \ t in the three views, a plasma Lorch thanks to which we can implement the process of the request.
In three cases, the negative electrode is in 1: the positive electrode in 2. These two electrodes both present, as well as the orifice 3, a transverse dimension markedly greater than the other. The electric and / - magnetic fields are directed along a plane perpendicular to the axis of symmetry of electrode 1. The influence of these fields is confined under or at the lower level of the electrode. negative.
CLAIMS.
1. Method characterized in that a gas flow is passed between two electrodes of different polarities, between which the electric arc is spouted, the negative electrode having in the transverse direction,
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that is, normal to the direction of displacement of the gas flow, one dimension appreciably larger than the other, the positive electrode completely surrounding the eotxoid; 6gative and oJf :: ¯n:
to gases transformed into plasma, an orifL0 = o do concerns this preference in the form of a nozzle, exhibiting equal 1, meit in the transverse direction a dimension aenwibloment aw, greater than the other, and in that one submits at least the positive electrode, to energetic cooling, at least in the vicinity of its orifice
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output, which has the effect of 'augaortax' ta deformation of the plasma flame in the ne of a Mtcj.aawatent of his brush.
2. Proceed according to rn3:;: aticsn 1, aaractiri ne on that, in the vicinity of its output of 1 posi-
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.