JPH0673150U

JPH0673150U - アーク溶射ガン

Info

Publication number: JPH0673150U
Application number: JP1855493U
Authority: JP
Inventors: 哲男原田
Original assignee: Neis Co Ltd
Current assignee: Neis Co Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】アーク溶射における溶融金属粒子の酸化の減
少と高速化により、接着強度が大きい良好な溶射膜を形
成させるアーク溶射ガンを提供する。【構成】ワイヤチップ３ａ、３ｂ相互間に不活性ガス
ノズル４を設け、アーク発生部分に不活性雰囲気を形成
させて酸化を防ぐとともに、ワイヤチップと不活性ガス
ノズルを囲むエヤガイド６と、このエヤガイドの外周を
囲むオリフィス環８を設けてアーク点の先に向けて圧縮
空気を噴射させ、溶融金属を加速させて母材に吹き付
け、金属粒子の母材上での平坦化を改善し、気泡を少な
くする。また、オリフィス環の外側にインジェクション
ノズル１０を設け、溶射流の外側に二次空気流を形成し
て、酸化と速度低下を防ぐようにしてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、アーク溶射における溶融金属粒子の酸化を減少させ、溶射速度を高速化して、接着強度が大きい溶射膜を形成させるアーク溶射ガンを提供する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のアーク溶射ガンは、図４に示すように溶射ガンの先端部分に設けたガイドプレート３１に適当な角度で一対のワイヤチップ３２、３３取り付け、このワイヤチップ相互間の後方から圧縮空気を吹き出させ、ワイヤチップの外周をノズルスカート３４で囲み、このノズルスカート内でそれぞれのワイヤチップに挿通して送り出されるアルミ、チタン、クロムなどからなるワイヤ３５、３６の先端を接触させてアークを発生させ、アーク後方から矢印方向に吹き出されれる前記圧縮空気の流れにより、溶融した金属微粒子を図示しない母材に吹き付けるようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このように空気中で発生させたアークで微粒化した金属粒子を、圧縮空気で吹き付けるものでは、アークによって微粒化された金属粒子の表面に酸化膜が発生しやすく、溶射粒子が母材に付着したときの接着力が低下して、溶射膜が剥離しやすいだけでなく、アーク後方から吹き付ける圧縮空気が、アーク柱に当たるなどのために圧力が損なわれ、粒子を飛ばす速度が制限されている。

【０００４】このため、図５（ｂ）に示すように、金属粒子が母材２１に付着したときの平坦状に延びた状態（ラメラ）２３が厚くなり、ラメラの径が小さいためラメラ相互間や積み重なり部に気泡２４が生じやすい欠点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

このため本考案は、アーク溶射ガンのワイヤチップ相互間に不活性ガスノズルを設けて、アークの後方から不活性ガスを噴出させるとともに、ワイヤチップと不活性ガスノズルを囲むエヤガイドの外側にオリフィス環を設けて、アーク点の僅かに先方に向けて圧縮空気を吹き出させる空気噴出孔を形成させるようにしてある。

【０００６】また、前記エヤガイドの外側に、ノズルスカートに替えてインジェクションノズルを設け、インジェクションノズルの基部に空気孔をそなえて、二次空気流を発生させるようにしている。

【０００７】

【作用】

したがって、ワイヤチップから導出されたワイヤのアーク後方から噴出する不活性ガスが、アークによって溶融した金属微粒子の表面を包んで酸化を防止し、空気噴出孔からの圧縮空気によって加速され、母材に高速で吹き付けられる。

【０００８】また、インジェクションノズルからの二次空気流によって溶射粒子の流れを囲み、金属粒子が母材との間の静止状態に近い空気との接触を防いで、母材に当たる金属微粒子の速度の減退と冷却を減少させる。

【０００９】

【実施例】

これを図１、図２および図３に示す実施例について説明する。１は本体で、ワイヤＷを挿通する送給ガイド２ａ、２ｂを取り付けている。３ａ、３ｂは送給ガイド先端のワイヤチップ、４はワイヤチップ相互間に密着させて設けた不活性ガスノズル、５は本体１の先端に取り付け、ワイヤチップを保持させるガイド板で、ワイヤチップ３ａ、３ｂと不活性ガスノズル４を囲むエヤガイド６と、前記ガイド板のエヤガイド外側に設けた通気孔７をそなえている。８は前記通気孔７の外側からエヤガイド６の外周を囲み、先端で空気噴出孔９を形成するオリフィス環で、空気噴出孔９はアーク点Ａより僅かに先の位置に向けてある。

【００１０】１０は本体の先端に取り付けアーク点Ａを囲んで適当な長さを有するインジェクションノズル、１１はインジェクションノズル基部の空気孔、１２は不活性ガスノズル４に不活性ガスたとえばアルゴンガスを供給する不活性ガス口金、１３は本体内部の図示しない空気通路を介して圧縮空気室１４に圧縮空気を供給する圧縮空気口金、１５は安全のためのカバー取付座である。

【００１１】不活性ガス口金１２から不活性ガスノズル４に不活性ガスたとえば２０〜２５リットル／ｍｉｎのアルゴンガスを供給し、不活性ガスノズル４の前方に不活性雰囲気を形成させるとともに、圧縮空気口金１３から本体１内の図示しない空気通路を介して圧縮空気室１４に７ｋｇ／ｃｍ² の圧縮空気を供給し、ガイド板５の通気孔７からエヤガイド６とオリフィス環８との間隙にを通って、空気噴出孔９からアーク点Ａの僅かに先方、たとえば２ｍｍ先の位置に向けて圧縮空気を噴出させる。この圧縮空気の流れにより不活性ガスは圧力差で自然に不活性ガスノズルから吹き出される。

【００１２】送給ガイド２ａ、２ｂから、それぞれ１３０〜１５０Ａ、２８〜３０Ｖのプラス、マイナスに荷電されたワイヤＷ、たとえばＮｉ−Ｃｒ合金ワイヤを送り、ワイヤチップ３ａ、３ｂを通して前記不活性雰囲気内で接触させると、アークを発生して加熱溶融され、高温の金属微粒子になり、この金属粒子は不活性ガスノズル４から噴出される不活性ガスで包まれ、アーク点Ａより僅かに先方に向けて空気噴出孔９から噴出する圧縮空気の流れによって加速され、母材に高速で吹き付けられる。

【００１３】母材に高速高温で吹き付けられた溶融金属粒子は、図５（ａ）に示すように、母材２１面に衝突する勢いが強く、平坦化された金属粒子（ラメラ）２２が均一で厚さが小さく、表面積が大きくなり、ラメラの積層状態が密になって気泡が少なく、酸化膜が少ないため密着強度が高い良好な溶射膜が形成される。

【００１４】また、アーク点Ａを囲んで適当な長さをそなえたインジェクションノズル１０を設けておけば、圧縮空気の流れによって、その基部の空気孔１１からエゼクター効果で圧縮空気の２〜２．５倍の二次空気が流れ込み、溶射粒子の流れの周囲を囲んで流れの方向を保持させるとともに、溶射流が母材との間に存在する静止に近い状態の空気と接触することを防ぎ、速度の低下や急速な冷却を少なくし、さらに良好な溶射膜が形成される。

【００１５】直径４０ｍｍの試験片に溶射膜を０．５ｍｍ厚さで形成し、溶射していない試験片に接着剤（住友スリーエム製Ｓ／Ｍ２２１４）で接合してアムスラー引張試験機で密着性の試験を行った結果、従来のガンでは、平均密着力が４．７ｋｇ／ｍｍ² であったが、本考案のガンで形成した溶射膜は、６．０ｋｇ／ｍｍ² の付着力が得られた。

【００１６】また、表面硬さをビッカース硬度試験機で測定した結果、空気中でアークを発生させる従来のガンによる溶射膜は、４０Ｈｖであったが、本考案のガンによる溶射膜は３７０Ｈｖの硬さが得られた。

【００１７】なお、不活性ガスとしては、前記のＡｒガスのほかに、Ｎ₂ ガス、Ｃｏ₂ ガスなどを用いることができ、Ｃｏ₂ ガスを用いた場合は、酸化がやや増すが膜の硬さが高くなる結果が得られる。

【００１８】

【考案の効果】

このように本考案は、ワイヤチップ相互間に不活性ガスを噴射する不活性ガスノズルをそなえてアーク発生部を不活性ガス雰囲気に保持させ、ワイヤチップと不活性ガスノズルとを囲むエヤガイドと、前記エヤガイド外側を囲んで空気噴出孔を形成するオリフィス環を設けてあるので、溶融金属粒子の酸化が少なく、溶射速度が大きくすることができ、このため、低コストで、母材との密着強度が高く、気泡が少ない溶射膜が得られる。

【００１９】また、不活性ガス雰囲気中でアークを発生させるので、金属中の炭素燃焼が少なく、溶射膜の硬度が高くなり、不活性ガスに窒素ガスを使用し、被溶射面の母材が窒化する場合はさらに硬い膜を得ることができる。なお、溶射温度が高くなるため、高温難融金属の使用が可能になり、また、金属外皮の中に各種金属粉、セラミックなどを混入した複合ワイヤを用いることにより、サーメット等が自由に得られるなどの効果がある。

【００２０】また、インジェクションノズルを設け、溶射流の外側に大量の二次空気流を形成させることにより、溶射流の金属粒子の酸化をさらに少なくし、速度の低下を防ぎ得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す平面図で一部を断面で示
している。

【図２】図１に示す実施例の側断面図で一部を断面で示
している。

【図３】図２のｘ−ｘ線に沿う断面図である。

【図４】従来例の一部を示す平断面図である。

【図５】溶射膜の説明図である。

【符号の説明】

１本体２ａ、２ｂ送給ガイド３ａ、３ｂワイヤチップ４不活性ガスノズル５ガイド板６エヤガイド７通気孔８オリフィス環９空気噴出孔１０インジェクションノズル１１空気孔１２不活性ガス口金１３圧縮空気口金１４圧縮空気室２１母材２２、２３ラメラ２４気泡ＷワイヤＡアーク点

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ワイヤの送給ガイドを取り付けた本体
と、この本体の先端部で送給ガイドのワイヤチップを保
持する案内ガイドとをそなえたアーク溶射ガンであっ
て、前記ワイヤチップ相互間に設けて不活性ガスを吹き
出させる不活性ガスノズルと、前記案内ガイドがワイヤ
チップを保持するガイド板と、ワイヤチップと不活性ガ
スノズルを囲むエヤガイドと、エヤガイドの外周を囲ん
でアーク点の僅かに先方に向けて圧縮空気を吹き出す空
気噴出孔を形成するオリフィス環とをそなえたことを特
徴とするアーク溶射ガン。
【請求項２】ワイヤの送給ガイドを取り付けた本体
と、この本体の先端部で送給ガイドのワイヤチップを保
持する案内ガイドとをそなえたアーク溶射ガンであっ
て、前記ワイヤチップ相互間に設けて不活性ガスを吹き
出させる不活性ガスノズルと、前記案内ガイドがワイヤ
チップを保持するガイド板と、ワイヤチップと不活性ガ
スノズルを囲むエヤガイドと、エヤガイドの外周を囲ん
でアーク点の僅かに先方に向けて圧縮空気を吹き出す空
気噴出孔を形成するオリフィス環とをそなえ、前記オリ
フィス環の外側にアーク点を囲んで適当な長さのインジ
ェクションノズルと、インジェクションノズル基部の空
気孔とを設けたことを特徴とするアーク溶射ガン。