浅谈喷涂技术在阳极母线修复中的应用
张清林，王建明
中国知网
摘 要
依据中电投青铜峡铝业集团公司的现场实际工作情况，与高职院校合作采用热喷涂技术进行修复实验，解决了阳极母线表面因导电短路造成的电弧灼伤及机械摩擦划伤等问。因其修复快捷、效率高且成本相对较低，故此方法实验成功后很快得到推广。现对实验步骤及操作过程进行描述。
前言
预培阳极电解槽水平母线长16000mm、宽550 mm、厚140mm。由工业纯铝制作（成分如下表1所示），起到电解槽阳极与阴极导电作用。由于长期换极过程中立柱母线与铝导杆之间，相互摩擦接触面间产生虚接触电弧放电，使阳极母线表面在一定区域内出现弧坑及划伤，造成无谓的压降损耗及重大经济损失（如图1所示）。一直以来由于现场特定的环境限制，只能采用熔化极氩弧焊进行修复，但是工作点多面广劳动量大，且效率不高。经过对本车间阳极母线实际情况调查、研究，决定对阳极母线破损部位进行喷涂实验。
1 喷涂所需设备及操作方法
1.1 SH-400喷涂电源、电弧喷涂枪、送丝盘架、空气净化器、控制箱、储气罐、压缩空气系统等部分组成。
1.1.1 SH-400喷涂电源是供给电弧喷涂的电能设备，它由交流接触器、电压调节器、三相变压器等组成。三相电源通过电压调节器粗细调节后，提供给三相变压器再由三相变压器降压后，次级电压经整流桥及滤波电抗器输出合适的直流电压。电源外特性为平特性，并具有良好的动特性，使输出的电流大小能跟随电弧电压波动（由金属丝的熔化速度的变化而造成）快速自动增减，以维持电弧稳定燃烧和提供金属丝熔化所需要的热量。
1.1.2 QD8－LA型拉丝式手持电弧喷
枪，采用封闭式高速雾化喷嘴，亦可配置超音速雾化气流喷嘴。喷枪由送丝动力机构、线材夹紧机构及喷头组件构成。通过送丝动力机构及线材夹紧机构将金属焊丝不断输送到喷头前部。
1.1.3 送丝盘架是装夹焊丝的设备，保证焊接过程中焊丝的送进持续平稳。可以装夹两盘焊丝，左右各为一盘，两焊丝通过送丝软管直通焊枪。可将焊丝连续均匀的送进，我们所用的焊丝为φ2.0 HS301纯铝焊丝，熔点660℃，如表2及图2所示。
1.1.4 空压机和空气净化器：为喷涂提供0.6-0.8Mpa的压缩空气，用来形成高速气流把电弧熔滴雾化并高速喷射到工件表面，空气净化器是使空压机中的高压空气转换到工作压力并排除高压空气中的水分，如图3所示。
1.2 喷涂方法及步骤
1.2.1 喷涂设备噪音大，弧光辐射强。操作者必须穿戴好必要的劳动防护用品。
1.2.2 采用电动钢丝刷清除喷涂部位周围20mm范围内的氧化物及一些污物，至露出金属光泽。
1.2.3 用分钢锯条在喷涂部位划出均匀而细腻的沟槽，沟槽横竖密而均匀，且深度不能超过1mm。如图4所示
1.2.4 接上电源及压缩空气，用喷砂枪在喷涂部位喷打出均匀而细小的凹坑为喷涂做好准备。喷砂材料为0.8mm～2mm多棱多角不规则的石英砂（SiO2）颗粒，如图5所示。压缩气体压力0.6～0.8Mpa，喷打时要离材料表面100mm--150mm，自上而下由左至右均匀移动喷枪，一直喷打到材料下部。
1.2.5、喷涂过程中选择的工作电压为26V，喷涂电流为245A。将送丝盘架上的丝盘金属焊丝通过送丝软管穿入，使两根金属焊丝汇交于一点。端部成30°～60°夹角度，两根金属焊丝，分别接电源的正、负极。在金属焊丝端部短接的瞬间，由于高电流密度，接触点产生高热，使得在两根金属丝之间产生电弧。在电弧发生点的背后由喷嘴射出高速压缩气流，使熔化的金属脱离并雾化成微粒，再将其喷射到基材表面上形成涂层。
涂层与母材的结合机理是:（1）机械结合，撞成扁平状并随基材表面起伏的颗粒，由于和凹凸不同的表面互相嵌合，便形成机械结合。（2）冶金化学结合，这是当涂层和基材表面出现扩散和合金化时的一种结合类型，包括在结合面上生成金属之间的化合物或固溶体。（3）物理结合，颗粒对基材表面的结合，是由范德华力或次阶键形成的结合。
启动的工艺方法按如下顺序进行：通气→通电→通丝→喷涂。操作者必须握住喷枪，自上而下均匀横竖交错移动喷枪，并保持一定的距离，不可在一处停留，避免基体和涂层过热，直至喷涂到基材下部。喷涂中注意保护眼睛和呼吸道。这样通过喷枪来回不断的运动，最终得到均匀而平整的喷涂表面。
2 喷涂检验
喷涂后进行铣削处理表面，因喷涂表层厚度为1.5mm，铣削时严格控制刀头的进给量，应与基准面齐平。
3 总结
电弧喷涂具有工作效率高、成本低，较高的结合强度和涂层质量，解决了强磁场下焊接修复的难题，在铝电解槽上处理表面划伤及母线应急断电抢修等方面值得推广应用。
参考文献略
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