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國內(nèi)近通過對等離子弧的壓縮特性、焰流特性及粉末在等離子孤束中的運動和加熱規(guī)律的研究了解了噴嘴直徑、粉末會交點到工件的距離等因素對粉末飛行速度和粉末吸收熱量的影響規(guī)律（見圖1，圖2），在此基礎(chǔ)上得出了低稀釋率粉末等離子弧堆焊技術(shù)與常規(guī)粉末等離子孤堆焊技術(shù)的不同點，即它的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)是：焊槍噴嘴的壓縮孔徑D和粉末會交點到工件的距離L。傳統(tǒng)的粉末等離子弧堆焊技術(shù)為了獲得小的稀釋率，往往采用噴嘴內(nèi)徑較大，甚至接近自由電弧的直徑(4.0～8.0mm)，壓縮比較小(0.8～0.14)的弱壓縮等離子弧。但如果考慮粉末飛行速度對結(jié)合效果的影響，則當(dāng)粉末具有較高的速度和動能時，母材只須一微層處于熔化狀態(tài)（即“發(fā)汗”狀態(tài)），以高速飛行的粉末打到母材上，會產(chǎn)生良好的結(jié)合，此時母材的稀釋率極低。從圖1可見，為了獲得高的粉末飛行速度，希望采用小的噴嘴直徑和大的粉末會交點到工件的距離。另外，從圖2可看出，為了減小熔化單位重量粉末所消耗的熱量，以達(dá)到在相同電流條件下，可加大送粉量，從而提高熔敷速度的目的可以有二條途徑：采用小的吸嘴壓如孔徑，低的粉末會交點；或大的壓縮孔徑，高的粉末會交點。但后—種途徑由于噴嘴孔徑過大，等離子弧的溫度，熱量將減小，等離子弧發(fā)散，能量不集中，無法滿足熔化大量粉末的需要。因此當(dāng)電流即熱輸入固定的前提下，取小壓縮孔徑和適中的粉末會交點為宜。當(dāng)然壓縮孔徑也不能過小，不然極易引起雙弧，目前推薦D在2.0～4.0mm之間為宜。粉末會交點到工件距離也不能過大，否則不利電弧的穩(wěn)定燃燒，更嚴(yán)重時會產(chǎn)生未熔合或焊道中部分粉末未熔化等現(xiàn)象。推薦L取10～20mm為宜。其次，在焊槍的設(shè)計上還需注意陰極和噴嘴有良好的同心度，槍體無漏水現(xiàn)象，易損件使用壽命長，能長時間穩(wěn)定工作等問題。同時還需配備有足夠大送粉量的送粉系統(tǒng)。再配以合理的堆焊規(guī)范參數(shù)，可實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、、低稀釋率的目的。3．優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍耐磨材料等離子弧堆焊技術(shù)是采用等離子弧堆焊方法，利用等離子弧的高溫，電流密度大的特點。將高硬度質(zhì)顆粒均勻地釬鑲于堆焊層金屬中,而硬質(zhì)顆粒不產(chǎn)生熔化或很少產(chǎn)生熔化.形成復(fù)合堆焊層.這種復(fù)合堆焊層是由兩種以上在宏觀上具有不同性質(zhì)的異種材料組成.一種是在堆焊層中起主要耐磨作用的碳化物硬質(zhì)顆粒,一般為鑄造碳化鎢,碳化鉻,碳化硼,燒結(jié)碳化鎢等.從原則上講各種碳化物,硼化物甚至硬度更高的金剛石都可以作為復(fù)合堆焊層的組成物.目前國內(nèi)外工業(yè)上復(fù)合材料等離子弧堆焊應(yīng)用焊接較多的硬質(zhì)顆粒是鑄造碳化鎢,它是由共晶組成,硬度為250～300.堆焊層的另一種組成金屬是起"牯結(jié)"作用的基材金屬,也稱之為胎體金屬,它是堆焊層中的基體.一般認(rèn)為,硬質(zhì)顆粒與胎體金屬的結(jié)合是釬焊結(jié)合,堆焊層與母材的結(jié)合為冶金結(jié)合. 特點 采用等離子弧堆焊技術(shù)獲得的復(fù)合堆焊層質(zhì)量穩(wěn)定可靠.復(fù)合材料等離子弧堆焊技術(shù)的進(jìn)展可使堆焊層達(dá)到無氣孔,裂紋及碳化物燒損,熔解等缺陷.碳化物顆粒在堆焊層中分布均勻. 耐磨材料堆焊層耐磨性高,在磨損嚴(yán)重的工況條件下,復(fù)合堆焊層的耐磨性表現(xiàn)尤為突出,可較通常的鐵,鈷,鎳基舍金表面保護(hù)層提高耐磨使用壽命幾倍甚至十幾倍. 具有較高的結(jié)合強(qiáng)度.由于堆焊層與被保護(hù)工件表面是冶金結(jié)合,因此可以滿足很高的強(qiáng)度要求.同熱噴涂獲得的復(fù)合耐磨保護(hù)層比較,堆焊層結(jié)合強(qiáng)度是熱噴涂層結(jié)合強(qiáng)度的3—8倍. 復(fù)合堆焊層能滿足一定的抗沖擊要求.例如,水泥生產(chǎn)設(shè)備的石灰石破碎機(jī)錘頭,由于在磨損過程中所受的沖擊力較大,一般采用高錳鋼材料,使用壽命較低,在表面堆焊高碳高鉻合金后,易造成堆焊層破碎剝離,若采用復(fù)合耐磨堆焊層可避免這種情況發(fā)生,并且耐磨性明顯提高. 可實現(xiàn)高教自動化生產(chǎn),降低工人勞動強(qiáng)度,改善作業(yè)條件.提高勞動生產(chǎn)率.