Используя предложенную модель
,
рассчитали и построили графики
нагрева частиц из различных материалов в плазменной дуге в зависи
-
мости от размера
,
теплофизических характеристик и технологических
параметров плазменного напыления
.
На рис
. 2
и
3
приведены характерные расчетные значения темпера
-
туры частиц в канале микроплазмотрона и в истекающей плазменной
струе
,
а также расчетные значения траектории частиц для разных мате
-
риалов и параметров работы микроплазмотрона
.
Из графиков видно
,
что рост температуры частиц продолжается и
за срезом сопла плазмотрона
,
так как температура плазменной струи
на расстоянии
20
. . .
25
мм остается выше температуры плавления ча
-
стиц
.
Тем не менее
,
на расстоянии более
5
мм от среза сопла частицы
начинают остывать
.
В первую очередь это связано с тем
,
что аргоновая
струя плазмы интенсивно перемешивается с воздухом и значительно
изменяет свои теплофизические свойства
.
Причем наиболее интенсив
-
но охлаждаются мелкие частицы
(
см
.
рис
. 2,
а
).
На рис
. 2,
б
приведено изменение температуры частиц в плазменной
дуге и струе для разных материалов
.
Наиболее интенсивно по сравне
-
нию с частицами алюминия и никеля нагреваются частицы титана
.
Это
связано
,
с одной стороны
,
с его низкой теплопроводностью и более вы
-
сокими градиентами температуры вглубь частицы и
,
с другой стороны
,
с более низкой удельной теплоемкостью
.
На рис
. 3,
a
приведены траектории частиц разного диаметра
.
Лег
-
кие частицы быстрее теряют радиальную составляющую скорости
,
по
-
лученную в транспортирующем канале
,
и на выходе имеют более ком
-
пактный профиль распределения
.
Также влияет и расход транспорти
-
рующего газа
(
см
.
рис
. 3,
б
).
Чем больше расход газа
,
тем выше ради
-
Рис
. 2.
Зависимость температуры частиц от их диаметра
(
а
)
и материала
(
б
)
:
W
стр
= 500
Вт
;
G
п
= 1
,
5
л
/
мин
;
G
тр
= 1
,
0
л
/
мин
;
d
к
= 1
,
5
мм
;
l
к
= 8
мм
;
1, 2,
3, 4
—
плазма
;
d
ч
= 50
; 75; 100
мкм
(
a
)
соответственно
;
1, 2, 3, 4
—
плазма
;
титан
;
алюминий
;
никель
(
б
)
соответственно
ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. "
Машиностроение
". 2003.
№
3 9
