I. Конструктивні параметри розпилювача

- Найбільший вплив на процес розпилення надають форма і розміри сопла. В основному, застосовують циліндрові сопла. Для створення ефективного потоку, що розпилює, такі сопла вимагають великої витрати газу (50-150 м³/г). Звичайно циліндрові сопла працюють в режимі «недорозширення». Статичний тиск газу на зрізі сопла вище атмосферного. В цьому випадку струмінь дорозширюєтся за його межами. Такий режим роботи відносять до нерозрахункових. В надзвуковому струмені нерозрахункового режиму виникають стрибки ущільнення, що супроводжуються ударними хвилями. На їх створення затрачується значна частина енергії струменя. В умовах «недорозширення» її здатність розпиляти падає. Відзначені недоліки значною мірою усуваються при вживанні циліндрових сопел в поєднанні з конічною частиною, що розширяється.

Діаметр циліндрових сопел вибирається в межах d_c=4-6 мм. В конічній частині, що розширяється, d_c=6,5 - 8,5 мм. Загальна довжина сопла складає

 30-50 мм.

- Кут схрещування електродів ω впливає на формування потоку напилених частинок. При малих кутах часто спостерігається утворення двох потоків частинок відповідно з кожного дроту. Великі кути утрудняють конструктивне виконання розпилювача; на практиці ω= 30°.

 - Конструкція пристроїв електроконтактів. Зі збільшенням довжини контакту (1_К) знижується сумарне падіння напруги. Допускається сумарне падіння напруги, що не перевищує 0,8-1,0 В на 1000 А. Більш досконалі конструкції забезпечують ΔU=0,2-0,3 В на 1000 А.

- Число електродів - 2 або 3 (для трифазного струму).

Конструктивні параметри електродугового розпилювача визначають його тепловий ККД (η_т.р.), що має високі значення (0,8-0,9).

ΙΙ. Параметри режиму роботи розпилювача

Найважливішими параметрами режиму роботи є: потужність дуги і витрата газу, що розпиляє.

Процес розпилення доцільно проводити при мінімальних значеннях питомої енергії, що затрачується на плавлення, перегрів і випаровування металевого матеріалу. Ентальпія частинок легко регулюється зміною питомої потужності дуги Ν_д^*_. В практиці напилення цей параметр знаходиться в широких межах і складає 2000-10000 кДж/кг. Із збільшенням Ν_д^* зростають втрати перегрітого металу на випаровування і розбризкування при формуванні покриття. Проте збільшення ентальпії і температури частинок позитивно впливає на якість покриттів (рис. 2.27). Експериментальними дослідженнями встановлено, що при електродуговій металізації алюмінієм підвищення Ν_д^* з 3000 до 8500 кДж/кг (при постійній швидкості подачі дроту) зумовлює зростання температури напилених частинок з 1173 до 2173º К_.

Потужність дуги (N_д) визначає як продуктивність процесу, так і ентальпію потоку частинок. Вона визначається значеннями струму і напруги. Напруга дуги звичайно не є регульованим параметром. Необхідну величину потужності встановлюють за допомогою зміни сили струму. В практиці електродугової металізації використовують потужності від 5 до 20 кВт, силу струму 80-600 А і напругу 18-35В.

Рисунок 2.27 - Вплив питомої потужності дуги на коефіцієнт використання матеріалу (Км) і адгезійну міцність покриттів ( )

Збільшення тиску газу, а, отже, і його витрати приводять до зростання швидкості струменя і його здатності щодо розпилення. Необхідно прагнути надзвукового характеру витікання з мінімальним перепадом тиску на зрізі сопла. При цьому полегшується евакуація розплавленого металу з поверхні плавлення дроту, його диспергування і зростання швидкості частинок. На практиці тиск газу, що розпилює, вибирають рівним 0,35-0,55 МПа. При цьому його витрата складає 50-150 м³/г. В якості газу, що розпилює, в основному, використовують стисле повітря.

ΙΙΙ. Параметри, що характеризують розпилений матеріал і умови введення його в розпилювач

Для електродугової металізації використовується матеріал у вигляді дроту.

Найбільш значущими параметрами є: діаметр електродного дроту d_д і швидкість його подачі. Звичайно d_д вибирають в межах 1,0-3,5 мм і більш. При максимальних d_д можна добитися більш високої продуктивності.

Необхідно враховувати, що із збільшенням діаметра дроту посилюється турбулізація струменя, що розпилює, і зменшується довжина його активної ділянки, в межах якої, в основному, відбувається диспергування частинок

(рис. 2.28). Коефіцієнт турбулізації α може бути визначений із залежності

α = (0,4d_д/d_c)^2,56 + α_1,

де α₁ - коефіцієнт турбулізації при вільному витіканні струменя в соплі.

Рисунок 2.28 - Вплив діаметра дроту на довжину активної ділянки

                     газового струменя: 1 - циліндрове сопло; 2 - циліндрове в поєднанні з конічним

Малі діаметри дроту ускладнюють процес. При цьому потрібна висока швидкість подачі; спостерігається інтенсивне блукання плавких торців дроту. Швидкість подачі дроту вибирають максимальною для заданого режиму роботи розпилювача. Завдяки цьому досягаються мінімальні значення питомої потужності дуги (Ν_д^*). В практиці електродугової металізації швидкість подачі дроту складає 0,05-0,35м/с, а продуктивність розпилення G_n = 2-50 кг/г.

Суттєвий вплив на процес надає довжина вильоту дроту з контактного пристрою l_в. З його збільшенням зростає кількість тепла, що виділилося в ньому. Особливо це характерно для металів з підвищеним питомим електроопором (нержавіюча сталь, титан, нікель і ін.). Для таких металів швидкість плавлення дроту зростає на 10-20%. Збільшення вильоту приводить до небажаного блукання торців дроту. Величину зміщення дроту в процесі її розпилення допускають Δ≤1/4 d_n.

ΙV. Параметри, що характеризують зовнішні умови напилення

Їх вплив на ефективність процесу електродугової металізації аналогічний такому для інших методів ГТН. Дистанція напилення при ЕДМ зазвичай знаходиться в межах 60-150 мм