利用轴向悬浮喷射多弧喷涂炬研究工艺稳定性和有效性
Axial III™ 喷枪是一种多弧等离子体发生器，配备三个单阴极-阳极单元。由于其轴向进料方式，它被广泛用于悬浮液等离子喷涂。先前的研究表明，由于顶部功率波动和等离子体焓的三重分布，等离子体射流并非完全均匀。这可能会影响喷涂过程的稳定性和效率。因此，我们采用先进的工艺诊断技术来进一步表征该工艺。在喷涂 30% wt.% Y₂O₂ 水基悬浮液时，我们使用两种不同的喷嘴几何形状，研究了三种不同成分下的等离子体特性。通过对电压和电流进行时间分辨测量，深入了解了电弧动力学和等离子体-悬浮液相互作用。使用 Accuraspray 4.0 分析了飞行中颗粒的温度和速度。特定的等离子体气体成分，特别是氮含量，会影响等离子体的温度和输运系数，从而影响颗粒特性。实验表明，这些因素反过来又直接影响了沉积效率和所得涂层的微观结构。同时，对于膨胀比降低的喷嘴，整体工艺效率也随之降低。本研究为制定提高悬浮等离子喷涂稳定性和效率的措施提供了依据。
关键词：颗粒诊断、工艺效率、工艺稳定性、悬浮等离子喷涂、热喷涂
原文发表于《热喷涂技术杂志》（2025年10月28日）
作者：J. Schmitt、S. Zimmermann、C. Kirner、R. Vaßen、J. Schein 和 G. Mauer
