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1、多功能数控等离子束表面冶金设备与工艺研究第24卷第4期山东科技大学(自然科学版)Vo1.24No.42005年12月JournalofShandongUniversityof&~eneeandTechnolcgy(NaturalScience)Dec.2005文章编号:1672—3767(2005)04—0024—03多功能数控等离子束表面冶金设备与工艺研究王明清.李惠琪.孙玉宗(山东科技大学材料科学与工程学院,山东青岛266510)摘要:研制了一种用于金属材料零件表面抗冲击耐磨损强化处理的多功
2、能数控等离子束表面冶金设备,并在该设备上进行了初步的工艺试验研究.该设备采用PLC三轴控制和抗干扰系统,X,Y,Z三轴联动,可以实现多-r&和复杂形状表面的冶金强化处理.采用了CAD设计和电脑模拟安装及演示.使设备的可靠性得到极大保障.关键词:等离子束;表面冶金;设备;PLC;数控中图分类号:TF305;TF306文献标识码:AMulti.functionNumericalControlPlasmaBearnSurfaceMetallurgicalMachineandIt'STech.nical
3、StudyWANGMing—qing,LIHui?qi,SUNYu—zong(ColicofMaterialsScienceandEngineering,SUST,Qingdao,Shandong266510,China).Abstract:Multi—functionnumericalcontrolplasmabeamsurfacemetallurgicalmachinehasbeendeveloped,whichisusedforsurfaceprocessingtoimproveshock.res
4、istanceandwear.resistanceofmetalparts.Ande1.ementarytechnologytestinghasalsobeenmadeonthemachine.Three—axis.controlsystemorientedbyPLCandanti?interferencesystemareappliedonthemachine,sotriaxialorientation(X,Y,Z)isrealizedtobeabletoworkonthecomplex?shaped
5、surfacewithmulti—states.Themachineisdesignedbycomputer.aideddesign,whichadoptedcomputerdemonstrationanalogue?fitting,SOthereliabilityofthemachinecanbemaximallysafeguarded.Keywords:plasmabeam;surfacemetallurgy;machine;programlogicalcontroller;numericalcon
6、trol等离子束表面冶金技术是高能束表面改性技术之一,能够实现其他技术不能实现的表面性能,并且具备优良的性价比,有很大的发展潜力.为了充分发挥该技术的优势,性能完备的多功能表面冶金设备的研制开发也就迫在眉睫.该设备是在现有的DRF型数控等离子熔覆加工设备基础上开发的,后者已投放市场,在生产中发挥了很大作用,受到用户的好评.本文在简要论述等离子束表面冶金原理的基础上,着重研究了多功能数控等离子束表面冶金设备,并在该设备上开展了初步的工艺性能试验,达到了设计要求.1等离子束表面冶金原理以具有陡降外特性的直流
7、等离子电源作动力,以氩气作放电气体,氩气通过电磁阀和转子流量计进入等离子炬,在等离子炬钨阴极与喷嘴之间借助高频高压电弧引燃非转移等离子弧,继而与工件借助非转移弧焰引燃转移型等离子弧.自行配制的合金粉末由送粉器按需要量连续供给,借助送粉气流(一般用氩气)进入等离子炬,并吹人等离子束下方工件表面的熔池中,与熔池一起熔化,反应,扩散,混合.随着数控工作台的移动,收稿日期:2005一O8—2l基金项目:山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(O2BS057);山东省自然科学基金(Y2002F12)作者简介:王明清(
8、1975一),男,山东禹城人,助理工程师,从事多功能表面冶金设备及工艺方面的研究第4期王明清等:多功能数控等离子束表面冶金设备与工艺研究25熔池向前推进并逐渐凝固,在工件表面获得所需性能的表面冶金层.2多功能数控等离子束表面冶金设备的研制2.1PLC控制系统的研制为了有效地发挥等离子束表面冶金技术的效能,要求等离子束表面冶金设备具备稳定可靠的三轴联动可控功能.为此专门设计了PLC控制系统,彩色触摸显示屏和友好的控制界面,使其具有良好的人机对
