Phun lửa và phun hồ quang dây đôi (thường được gọi đơn giản là "phun hồ quang dây") là hai loại quy trình phun nhiệt khác nhau. Với rất nhiều sự chồng chéo về khả năng của hai kỹ thuật này, đôi khi có thể khó biết được kỹ thuật nào phù hợp nhất với một trường hợp sử dụng nhất định. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét các đặc điểm riêng biệt của từng kỹ thuật, để giúp bạn quyết định giải pháp phủ nào là tốt nhất cho các ứng dụng của mình.
Thuật ngữ "phun nhiệt" bao gồm nhiều kỹ thuật khác nhau, tất cả đều có chung nguyên tắc hoạt động cơ bản: Bằng cách nung nóng nguyên liệu vật liệu lắng đọng - thường ở dạng dây hoặc dạng bột - và đẩy nhanh các giọt nóng chảy hoặc bán nóng chảy của nó về phía một chất nền, một lớp phủ có thể được hình thành. Phun nhiệt được sử dụng để phủ các cấu trúc và linh kiện bằng nhiều loại kim loại và gốm sứ nhằm bảo vệ chống ăn mòn, ma sát hoặc các điều kiện vận hành khắc nghiệt khác.
Phun ngọn lửa và phun hồ quang dây là những kỹ thuật phun nhiệt đầu tiên được phát minh. Chúng vẫn là loại phun nhiệt đơn giản và phổ biến nhất.
Nguyên lý hoạt động của phun lửa và phun hồ quang dây
Sự khác biệt cơ bản giữa phun lửa và phun hồ quang dây là phương pháp cung cấp nhiệt cho vật liệu đầu vào. Phun lửa – như tên gọi của nó – sử dụng ngọn lửa để thực hiện việc này, thường là sự kết hợp của oxy và axetilen hoặc propan. Vật liệu lắng đọng được đưa vào ngọn lửa dưới dạng dây hoặc dạng bột, và luồng khí nén đẩy nhanh các giọt vật liệu lắng đọng nóng chảy về phía chất nền để phủ lên nó.
Mặt khác, phun hồ quang dây sử dụng hồ quang điện để làm nóng nguyên liệu thô. Vật liệu lắng đọng luôn được cung cấp ở dạng hai dây (do đó có tên là "phun hồ quang dây đôi"), được đưa vào súng phun bằng các cuộn dẫn động. Trong súng phun, một hiệu điện thế được tạo ra giữa hai dây dẫn đến hiện tượng phóng hồ quang điện. Điều này làm cho đầu của cả hai dây bị nóng chảy. Dòng khí tốc độ cao sẽ loại bỏ vật liệu nóng chảy khỏi đầu dây và tăng tốc nó về phía bề mặt, đồng thời phá vỡ các giọt lớn hơn thành các giọt nhỏ hơn.
Sự khác biệt thực tế giữa phun ngọn lửa và phun hồ quang dây
Sự khác biệt trong vận hành giữa phun ngọn lửa và hồ quang dây có vẻ nhỏ: cả hai kỹ thuật đều liên quan đến việc áp dụng nhiệt và khí nén vào vật liệu lắng đọng để làm nóng chảy nó và phun nó về phía bề mặt. Tuy nhiên, các nguyên tắc hoạt động khác nhau có một số hậu quả thực tế.
Phun bằng ngọn lửa và phun bằng hồ quang dây có hiệu suất khác nhau. Phun bằng hồ quang dây có thể cung cấp tỷ lệ lắng đọng cao hơn (với điều kiện thiết bị có khả năng cung cấp công suất đủ cao); phù hợp với các ứng dụng mà tốc độ là quan trọng. Tuy nhiên, phun bằng ngọn lửa có lợi thế trong một số lĩnh vực hiệu suất khác: phun bằng ngọn lửa có thể cung cấp khả năng kiểm soát quy trình tốt hơn dẫn đến chất lượng ổn định hơn, ít bị oxy hóa hơn – đặc biệt quan trọng trong ứng dụng mà độ dẫn điện của kim loại là bắt buộc (đồng, kẽm) – và lớp phủ dày đặc hơn phù hợp với các ứng dụng chống ăn mòn đòi hỏi khắt khe. Ngoài ra, phun bằng ngọn lửa cung cấp hiệu quả lắng đọng cao hơn so với phun bằng hồ quang dây, nghĩa là ít bị mất vật liệu hơn dẫn đến chi phí cho mỗi khối lượng lớp phủ thấp hơn và cân bằng sự khác biệt về tỷ lệ lắng đọng. Một EHS quan trọng ủng hộ phun bằng ngọn lửa là lượng phát thải hạt mịn thấp hơn đáng kể, được cắt giảm xuống còn 1/60thso với phun hồ quang [1] trực tiếp dẫn đến giảm nguy cơ sốt khói kim loại.
Sự đơn giản của việc phun ngọn lửa thường có nghĩa là nó có chi phí đầu tư thấp hơn so với việc phun hồ quang dây. Tuy nhiên, chi phí vận hành phun lửa thường cao hơn do nhu cầu về khí đốt. Thông thường, sự lựa chọn giữa phun ngọn lửa và phun hồ quang có thể được xác định bằng phân tích chi phí trọn đời và hình dạng bề mặt: các bề mặt nhỏ hơn được hưởng lợi từ dòng phun hẹp và phun lửa ít hơn, trong khi các bề mặt lớn hơn được hưởng lợi từ tốc độ phun hồ quang.
