熱噴涂技術(shù)
產(chǎn)品介紹：CoArc型電弧噴涂設(shè)備
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2007-04-29 00:00
CoArc型電弧噴涂系統(tǒng)是普萊克斯·大發(fā)公司的“新一代”電弧噴涂系統(tǒng)，它能全面滿足噴涂工作者對(duì)電弧噴涂的各種需求。這一新系統(tǒng)在電弧噴涂技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)突破，將電弧噴涂技術(shù)提高到一個(gè)全新的水平上。CoArc系統(tǒng)中的這些技術(shù)上新突破可以說(shuō)是革命性的。它不但提高了涂層質(zhì)量的穩(wěn)定性和再現(xiàn)性，也預(yù)示著電弧噴涂系統(tǒng)的發(fā)展將開始了一個(gè)全新的階段。現(xiàn)將CoArc系統(tǒng)的在技術(shù)上主要特征介紹如下。
一、首次引入觸摸屏操作界面終端OIT和PLC控制
一個(gè)CoArc 電弧噴涂系統(tǒng)的基本組成是一個(gè)CoArc控制臺(tái)，一臺(tái)電弧噴涂電源和一把電弧噴槍。CoArc 系統(tǒng)的控制臺(tái)設(shè)有一個(gè)功能強(qiáng)大的帶觸摸屏的操作界面終端，采用可編程序邏輯控制器（PLC）用于工藝控制，這是目前在電氣控制系統(tǒng)上高級(jí)的配制，也是首次被組合引入電弧噴涂控制系統(tǒng)。
CoArc系統(tǒng)的OIT（操作者界面終端）的操作臺(tái)是一個(gè)有堅(jiān)固的工業(yè)用外殼的彩色的觸摸屏。可移動(dòng)的用戶友好的“觸摸屏”操作界面功能強(qiáng)大，它的采用大大簡(jiǎn)化了電弧噴涂操作。
程序編制是以觸摸屏上的直觀的圖案符號(hào)為基礎(chǔ)，工藝參數(shù)的設(shè)定和監(jiān)測(cè)均較為簡(jiǎn)便。運(yùn)行時(shí)只需簡(jiǎn)單的操作就可完成復(fù)雜的作業(yè)。OIT操作臺(tái)能直接與PLC進(jìn)行通訊。操作者可從操作臺(tái)上看到所有的參數(shù)并可進(jìn)行控制，同時(shí)能直接進(jìn)入工藝開發(fā)和維護(hù)保養(yǎng)程序。操作者還可更改程序的顯示語(yǔ)言。
帶觸摸屏的操作界面終端OIT功能強(qiáng)大，用于工藝控制的PLC可編程序邏輯控制器極為穩(wěn)定可靠，二者結(jié)合使CoArc系統(tǒng)的電氣控制達(dá)到了新的高度。
在電弧噴涂裝備中同時(shí)引入觸摸屏操作界面終端OIT和PLC控制器，是普萊克斯·大發(fā)公司的首創(chuàng)，這大大提高了控制系統(tǒng)的功能，確保了控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
二、在電弧噴涂中首次對(duì)“槍頭”氣壓的進(jìn)行計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制
眾所周知，壓縮空氣的性能對(duì)電弧噴涂極為重要。絲材熔滴的霧化，霧化顆粒的大小及其粒度分布，顆粒的速度，噴涂束流形狀等等許多關(guān)鍵的技術(shù)性能指標(biāo)都與壓縮空氣的性能密不可分。
壓縮空氣的性能包括壓力、流量、流經(jīng)噴嘴的氣流形態(tài)等多個(gè)方面，它與槍內(nèi)壓縮空氣的流體動(dòng)力學(xué)特征密切相關(guān)。自從電弧噴涂工藝誕生以來(lái)，普萊克斯·大發(fā)的研發(fā)部門一直關(guān)注噴槍的壓縮空氣及其控制問(wèn)題。經(jīng)過(guò)不斷的努力，研究開發(fā)出了多種新型噴槍，如能改善噴槍內(nèi)氣體流動(dòng)特性并能大幅度提高粒子速度的ArcJet系統(tǒng)（電弧射流組件）；具有大空氣流量特征的9000型電弧噴槍等。但是，只有CoArc系統(tǒng)才真正對(duì)壓縮空氣實(shí)施了有效控制。
CoArc系統(tǒng)對(duì)噴槍壓縮空氣實(shí)施閉環(huán)控制的基本原理是：通過(guò)設(shè)置在9935噴槍槍頭上的壓力傳感器來(lái)檢測(cè)空氣的壓力，此信號(hào)反饋至計(jì)算機(jī)與預(yù)先設(shè)定值比較，進(jìn)而通過(guò)對(duì)噴槍輸入端的壓縮空氣的控制，確保“槍頭”壓力與設(shè)定值一致。由于反饋信號(hào)取自噴槍槍頭上壓縮空氣出口處，計(jì)算機(jī)控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在噴槍的壓縮空氣進(jìn)口處實(shí)施控制，從而保證了流經(jīng)噴槍的壓縮空氣的壓力不變。
槍頭壓縮空氣的壓力不變，則保證了噴槍的氣流特征不變，進(jìn)而確保了絲材穩(wěn)定的霧化，穩(wěn)定的粒度分布和穩(wěn)定的噴涂束流形狀。
普萊克斯·大發(fā)公司開發(fā)的這一新技術(shù)，抓住了槍頭壓縮空氣壓力這一關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而對(duì)其實(shí)施有效控制，這是CoArc系統(tǒng)對(duì)電弧噴涂關(guān)鍵技術(shù)的革命性突破。
三、在電弧噴涂中首次采用一個(gè)控制平臺(tái)來(lái)控制多個(gè)系統(tǒng)
普萊克斯·大發(fā)公司開發(fā)出CoArc系統(tǒng)是一個(gè)新型的模塊化系統(tǒng)。它的設(shè)計(jì)思想是采用一個(gè)電氣控制系統(tǒng)來(lái)控制、運(yùn)行多種電弧噴槍，從而大大提高了CoArc系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。它可以操控著名的8830氣動(dòng)式噴槍，輕量化的BP400“推絲”式噴槍，以及先進(jìn)的直流伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的9935噴槍。它既可配置353CV電源，也可配置增強(qiáng)型的353ECV電源。
一個(gè)完整的CoArc 系統(tǒng)的基本配置是一個(gè)CoArc控制臺(tái)，一臺(tái)353ECV電源和一把9935型電弧噴槍以及與其相聯(lián)接的管子和電纜。CoArc 系統(tǒng)是一個(gè)可配制的系統(tǒng)，它除了可操控多種噴槍外，也可添加各種可選部件以增加其功能。此系統(tǒng)既可作為一個(gè)獨(dú)立的單元進(jìn)行噴涂作業(yè)，也可與其他選件組合成一套適合于目標(biāo)工件的噴涂系統(tǒng)。因此，客戶擁有了一套系統(tǒng)，即可根據(jù)工作需要搭建多種噴涂裝備，使工作做得又好又便宜。例如，你可以選配BP400噴槍，采用扇形噴束進(jìn)行噴鋁、噴鋅的防腐工程；你還可選配9935型噴槍，采用集中束流，對(duì)大型工件噴涂高熔點(diǎn)金屬，以獲得再現(xiàn)性好的高可靠性涂層。對(duì)于各種不同的噴涂作業(yè)，你都能獲得最理想的設(shè)備配置。
CoArc 控制臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合進(jìn)了新技術(shù)，配備了多套高效的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如8830氣動(dòng)馬達(dá)的潤(rùn)滑油添加器和新型9935 噴槍上伺服馬達(dá)的控制器。還有可選的推/拉絲功能。推式送絲的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于控制柜內(nèi)，當(dāng)絲盤與噴槍之間的距離大于15米（50ft）時(shí)，即可啟動(dòng)推絲機(jī)構(gòu)，實(shí)施遠(yuǎn)距離推/拉式組合送絲。CoArc系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)巧妙、工藝精湛的管路系統(tǒng)還能使供氣系統(tǒng)減少壓降，使噴槍的供氣流量和控制更佳。CoArc系統(tǒng)還配有數(shù)據(jù)采集功能，可幫助客戶實(shí)施有效的質(zhì)量控制，生產(chǎn)管理和成本控制。
在電弧噴涂系統(tǒng)中采用一個(gè)控制平臺(tái)，對(duì)根據(jù)需要而構(gòu)建的多個(gè)噴涂系統(tǒng)實(shí)施控制，是普萊克斯·大發(fā)公司的首創(chuàng)，它大大提高了設(shè)備的靈活性和適應(yīng)性，給用戶帶來(lái)極大的便利和可觀的效益。
四、全新的控制技術(shù)全面提升了電弧噴涂的質(zhì)量和再現(xiàn)性
通過(guò)對(duì)噴涂工藝的閉環(huán)控制，CoArc系統(tǒng)將電弧噴涂提高到一個(gè)全新的水平上。這一全新水平的主要標(biāo)志是:
（1）對(duì)電弧噴涂工藝實(shí)施全面的閉環(huán)控制。
由于送絲速度的閉環(huán)控制的技術(shù)難度不是很高，因此一般的電弧噴涂設(shè)備都具有這一功能。而噴槍壓縮空氣的閉環(huán)控制的難度很高，一直是電弧噴涂設(shè)備想解決而沒(méi)有解決的難題。普萊克斯·大發(fā)公司采用了對(duì)“槍頭”壓力的閉環(huán)控制技術(shù)，解決了這一難題。從而在根本上完善了電弧噴涂工藝的控制技術(shù)，使之能對(duì)整個(gè)噴涂工藝進(jìn)行閉環(huán)控制，而不是其中的某幾個(gè)工藝參數(shù)。
（2）控制功能更全面。
CoArc系統(tǒng)除了可以控制“槍頭”氣體的壓力和控制送絲速度外，它還可在電源上或者在槍頭上對(duì)電壓實(shí)施監(jiān)測(cè)和控制。眾所周知，大電流噴涂設(shè)備（電弧及等離子）不宜使用過(guò)長(zhǎng)的電纜，即使是0.01歐姆的電阻，在數(shù)百安培的電流時(shí)，噴槍也要有可觀的壓降。因此，直接控制槍上的電壓，更能穩(wěn)定地控制噴涂工藝。
由于CoArc系統(tǒng)對(duì)噴涂工藝實(shí)施了全面的閉環(huán)控制，可以使絲材的輸送和熔化更穩(wěn)定，熔滴霧化的質(zhì)量更好，顆粒的粒度分布更理想，粒子噴射的速度也更快。電弧噴涂涂層的質(zhì)量和再現(xiàn)性也達(dá)到了前所未有的高度。
五、進(jìn)一步拓展了電弧噴涂的應(yīng)用，引領(lǐng)電弧噴涂的發(fā)展方向
由于電弧噴涂是用電弧來(lái)熔化絲材的，因而其能量利用率極高，并且所有的顆粒都是完全熔融的，粒子的溫度也較高，涂層中粒子能牢牢地互相粘接在一起，因此電弧噴涂層結(jié)合強(qiáng)度也較高，尤其那些高熔點(diǎn)材料的涂層。電弧噴涂的金屬涂層具有極高的抗剝離、抗脫落、抗開裂性能。絕大多數(shù)電弧噴涂涂層的結(jié)合強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于材質(zhì)相同的火焰噴涂層和等離子噴涂層。
但是，一般的電弧噴涂設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制系統(tǒng)配置較低，噴涂時(shí)工藝參數(shù)不易穩(wěn)定，涂層的質(zhì)量和再現(xiàn)性得不到保證，因而大大限制了電弧噴涂的應(yīng)用。現(xiàn)在大多數(shù)電弧噴涂設(shè)備用來(lái)噴鋁噴鋅大面積防腐，或者用在要求不高，使用工況不嚴(yán)酷的場(chǎng)合。
由于CoArc系統(tǒng)對(duì)電弧噴涂的主要工藝參數(shù)均實(shí)施了計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制，因而電弧噴涂工藝己經(jīng)具備了精細(xì)工藝控制的所有特征，涂層的質(zhì)量和再現(xiàn)性得到了質(zhì)的提高。因此，CoArc系統(tǒng)具備了向高要求、嚴(yán)工況的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展的條件，從而也大大擴(kuò)展了電弧噴涂工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。
目前，電弧噴涂應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展不斷加大，例如，航空機(jī)械部門已采用BondArc75B鎳鋁絲來(lái)噴涂修復(fù)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)法蘭。大型陶瓷涂層輥的粘接底層，已放棄使用高成本的等離子噴涂涂層，轉(zhuǎn)而采用電弧噴涂Alcro及Al1800絲材，這樣的粘接底層不僅成本極低（約為前者的五分之一），結(jié)合強(qiáng)度也比等離子噴涂要強(qiáng)，更為有意思的是電弧噴涂層的再覆蓋性能更好，可提高陶瓷面層的沉積效率及其與粘接底層間的結(jié)合強(qiáng)度。
新型的CoArc電弧噴涂系統(tǒng)從全新的角度出發(fā)，全心全意為用戶著想，在設(shè)備開發(fā)上注意發(fā)揮電弧噴涂的固有技術(shù)特性，首次對(duì)電弧噴涂工藝實(shí)施了全面的閉環(huán)控制，把電弧噴涂提高到一個(gè)全新的水平上，使電弧噴涂涂層的質(zhì)量和再現(xiàn)性有了質(zhì)的提高。同時(shí)CoArc電弧噴涂系統(tǒng)也在多項(xiàng)技術(shù)上取得了足夠的領(lǐng)先，這將在今后較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)引領(lǐng)世界電弧噴涂技術(shù)的發(fā)展。
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