一种用等离子技术进行弯管内表面处理的方法与设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种等离子处理弯管内表面的方法，该方法为：调节等离子喷枪夹持悬臂与处理管道的形状接近；等离子喷枪头部沿弯管内壁从一端运动到另一端；等离子喷枪旋转合适角度；等离子喷枪头部沿弯管内壁反向运动到初始端；等离子喷枪按原来方向继续旋转合适角度；重复上述运动，直至整个处理完成。本发明公开一种适用该方法进行处理的等离子体设备，设备主要由小型等离子体喷枪、喷枪旋转装置、伸缩支承臂、弯度适应悬臂、旋转平台组成。所提供的用等离子技术进行弯管内表面处理的方法与设备能够用于不同弯径弧形管道内壁的等离子体表面处理，改善弯管内表面的材料特性，延长弯管使用寿命。
【专利说明】一种用等离子技术进行弯管内表面处理的方法与设备
【技术领域】
[0001]本发明属于热等离子体【技术领域】，具体涉及一种用等离子技术进行弯管内表面处理的方法与设备。
【背景技术】
[0002]热等离子体是通过利用外加电场或高频感应电场，使气体导电并电离而产生的，其主要成分为电子、离子、中性粒子和光子四种粒子。热等离子体技术主要是利用受压缩效应后高温高速的等离子体射流来对材料进行各种加工。热等离子体比通常燃烧体系所能达到的气体温度高得多，其能量密度仅次于激光和电子束并且热等离子体技术具有设备简单，设备成本低，连续生产能力强，安全性高等优点，更适合投入大规模的工业生产运用。
[0003]等离子体表面淬火具有加热速度极快，热影响区很小，冷却速度也非常快等突出优势，表面淬火后工件可以形成精细致密的淬火组织，大幅度提高工件的表面硬度和耐磨性，而且工件变形很小，无需变形矫正即可进行后续加工装配工序，是一种较为理想的淬火方法。等离子喷涂的涂层结构致密光滑，涂层厚度可精确控制，喷涂效率高，具有其他传统喷涂达不到的优点。
[0004]目前等离子体表面淬火主要用在表面光洁平整的钢件或是结构对称的回转钢件，对于弯管表面淬火处理的大多是集中在弯管的外表面，对内表面的处理相对较少，且难度也较大，成本相对较高，等离子喷涂也有相同的局限。
[0005]管道内壁对材料表面物理、化学性质要求很高。尤其是弯管的内表面承受较大的冲击载荷，其磨损更为严重。但是用于对弯管内表面进行的处理工艺很少，这使得弯管成为管道中的易损件，其使用时间较短，且更换不方便，对工业生产有不利影响。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是:针对上述问题，提供一种用等离子技术进行弯管内表面处理的方法与设备，将具有良好处理效果的等离子体表面处理技术用于弯管内表面处理，提高弯管内表面的物理化学性质，进而延长工业中弯管的使用寿命，节约金属资源。
[0007]本发明提供了一种等离子处理弯管内表面的方法，该方法为:
(1)调节等离子喷枪夹持悬臂与处理管道的形状接近；
(2)等离子喷枪头部沿弯管内壁从一端运动到另一端；
(3)等离子喷枪旋转合适角度；
(4)等离子喷枪头部沿弯管内壁反向运动到初始端；
(5)等离子喷枪按原来方向继续旋转合适角度；
(6)重复上述4-7的运动，直至整个处理完成。
[0008]按照上述方法，与之相配套的等离子技术弯管内表面处理设备由小型等离子体喷枪(4 )、喷枪旋转装置(5)、伸缩支承臂(8 )、弯度适应悬臂(6 )、旋转平台(3 )组成，伸缩支承臂与弯度适应悬臂通过铰链连接，伸缩支承臂固连在旋转平台上，小型等离子体喷枪与喷枪旋转装置构成可旋转连接，并通过喷枪旋转装置固连在弯度适应悬臂上。
[0009]根据上述的等离子技术弯管内表面处理设备，其特征在于:弯度适应悬臂采用多段结构，段与段之间通过铰链连接，且各段为中空结构，其中空铰接段结构个数为8?15个。
[0010]根据上述的弯度适应悬臂，可以通过调整悬臂段，使其悬臂整体弯曲程度与待处理弯管弯曲程度相近，这样系统可以对不同弯径的管道内表面进行等离子淬火工艺处理。
[0011]根据上述方案中所述的弯度适应悬臂，其中空结构可以方便在其中放置等离子体喷枪工作时需要的各种水、电、气管道。同时，根据上述的弯度适应悬臂，其悬臂内置有水冷却管，用来减少管道高温辐射对水、电、气管的烧蚀。
[0012]根据上述的等离子技术弯管内表面处理设备，其特征在于:伸缩支承臂采用中空嵌套结构(如图2 )，且伸缩支承臂中空嵌套段个数为31个。通过调整伸缩支撑臂伸出长度来适应不同半径的弯管，扩大系统处理弯管半径规格的的范围。
[0013]本发明提供的等离子技术弯管内表面处理设备，可用在弯管内壁的等离子体表面淬火，将处理效果良好的等离子体表面处理技术用于弯管内表面处理，提高弯管内表面的物理性质，进而延长弯管的在生活和工业领域中的使用寿命，降低成本、节约金属资源，此设备在等离子喷枪上加入送粉装置后便可以用等离子喷涂技术进行喷涂作业。该处理设备的适应程度高，可以满足多种规格的弯管内壁的表面处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的弯管内表面处理等离子系统示意图。
[0015]图2为本发明的伸缩支承臂的结构原理示意图。
[0016]图3为等离子射流部分轨迹展开图。
[0017]其中:1 一工作台，2—工件夹持装置，3—旋转平台，4一小型等离子体喷枪，5—喷枪旋转装置，6—弯度适应悬臂，7—待处理弯管，8—伸缩支承臂。
【具体实施方式】
[0018]为更好的解释和说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]根据附图1，本发明涉及的等离子技术弯管内表面处理设备，工作前调整工件夹持装置(2)，使得待处理弯管(7)的圆心与旋转平台(3)的圆心重合，然后调整伸缩支承臂(8)的长度，使得伸缩支承臂的长度与弯管切面中心到旋转平台(3)的圆心的距离相等，最后调整弯度适应悬臂(6)使得其铰接点始终在待处理弯管(7)切面中心圆弧线上(即相同弧度)。
[0020]如图3，弯管内表面处理等离子系统工作时，等离子射流沿管道内壁从一端运动到另一端，在喷枪旋转装置(5)的作用下，使等离子喷枪旋转，喷枪运动到初始端时，在喷枪旋转装置的作用下，等离子喷枪继续按原来方向旋转，系统重复上面的运动直至整个处理完成。该系统适用于不同弯径管道内壁的表面处理。
[0021]以上所述仅为本发明实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.本发明提供了一种等离子处理弯管内表面的方法，该方法为: (1)调节等离子喷枪夹持悬臂与处理管道的形状接近； (2)等离子喷枪头部沿弯管内壁从一端运动到另一端； (3)等离子喷枪旋转合适角度； (4)等离子喷枪头部沿弯管内壁反向运动到初始端； (5)等离子喷枪按原来方向继续旋转合适角度； (6)重复上述4-7的运动，直至整个处理完成。
2.按照上述方法，与之相配套的等离子技术弯管内表面处理设备由小型等离子体喷枪(4)、喷枪旋转装置(5)、伸缩支承臂(8)、弯度适应悬臂(6)、旋转平台(3)组成，伸缩支承臂(8)与弯度适应悬臂通过铰链连接，伸缩支承臂(8)固连在旋转平台(3)上，小型等离子体喷枪(4 )与喷枪旋转装置(5 )构成可旋转连接，并通过喷枪旋转装置(5 )固连在弯度适应悬臂(6)上。
3.根据权利要求2所述的等离子技术弯管内表面处理设备，其特征在于:所述弯度适应悬臂(6)采用多段结构，段与段之间通过铰链连接，且各段为中空结构，其中空铰接段结构个数为8"15个。
4.根据权利要求2所述的等离子技术弯管内表面处理设备，其特征在于:所述伸缩支承臂(8)采用中空嵌套结构，且伸缩支承臂中空嵌套段个数为31个。
【文档编号】C21D9/08GK104313254SQ201410597276
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】余德平, 苗建国, 曹修全, 向勇, 姚进, 岳景辉 申请人:四川大学