DE2821880A1

DE2821880A1 - Verfahren und einrichtung zum schmelzspritzen von metall

Info

Publication number: DE2821880A1
Application number: DE19782821880
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Kasagi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1978-12-07
Also published as: IT1094633B; FR2391287B1; AU514956B2; BR7803192A; GB1601286A; NL7805473A; AU3630178A; BE867221A; IT7823388A0; FR2391287A1; CA1100364A; JPS53142927A; US4181256A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte neue Metallspritzeinrichtung,die sich weitgehend von einer herkömmlichen Metallspritzeinrichtung unterscheidet, und insbesondere auf eine neue Metallspritztechnologie, bei der während eines elektrischen Schmelzens eines metallischen Drahtes das geschmolzene Metall durch einen Düsenluftstrom auf eine Werkstückoberfläche getrieben wird, so daß sich auf dieser eine Metallablagerung oder -schicht bildet.

Bei einer herkömmlichen Einrichtung wird Hochgeschwindigkeitsdüsenluft direkt über eine Metalldraht-Schmelzstelle geleitet, wodurch geschmolzene Metalltröpfchen vorwärts getrieben werden. Ein solches Verfahren hat unvermeidbare Fehler. Eine vom vorliegenden Erfinder entwickelte neue Metallspritzeinrichtung unterscheidet sich ziemlich von einer herkömmlichen Metallspritzeinrichtung, wie es in dem US-Patent 3 901 441 gezeigt ist. Durch die diese Erfindung werden mit dem herkömmlichen Verfahren zusammenhängende Fehler drastisch vermindert oder ausgeschaltet, und es kann eine hervorragende metallische Ablagerung oder ein Metallfilm in zufriedenstellender Weise erzielt werden. Diese Metallspritztechnologie basiert auf einem revolutionären technologischen Prinzip, das sich von allen herkömmlichen Metallspritzverfahren weitgehend unterscheidet und bei dem Metalldrähte durch eine Energieversorgung mit niedriger Spannung sowie kleinem Strom geschmolzen werden und die sich ergebenden Metalltröpfchen durch einen relativ langsamen Luftstrom gespritzt werden. Der so erzielte aufgespritzte Film oder die Ablagerung hat eine hervorragende Qualität. Im Zusammenhang mit der Einrichtung sind jedoch noch gewisse technische Probleme, wie eine Verbesserung für eine Kommerzialisierung, ungelöst geblieben. Deshalb wurden weitere Experimente und Untersuchungen angestellt, um diese Probleme zu lösen und die Erfindung zu vervollständigen. Hierbei ergaben sich folgende Verbesserungen:

i) Um gescLimolzene Metalltröpfchen korrekt in Richtung des Düsenluftstroms zu leiten bzw. zu treiben, wird ein kleiner Teil der

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Druckluft als ein kleiner Düsenluftstrom durch ein oder mehrere dünne Löcher in eine atmosphärische Niederdruckzone geführt; die Richtung dieses Strahls verläuft zu der Metalldraht-Schmelzstel-Ie, und das oder die dünnen Löcher befinden sich am vordersten Ende eines konischen Rohres so nahe wie möglich am Lichtbogen, ii) In dem Fall, wo zwei Metalldrähte einander gegenüberliegend zum Bilden eines Lichtbogens geführt werden, besteht eine Neigung zu einer Funktionsstörung der Einrichtung infolge einer unpassenden Lichtbogenausbildung. Folgende Maßnahmen dienen zum Lösen dieses Problems:

a) Eine Lichtbogenelektrode besteht aus schwerschmelzendem Metall und ist halbfixiert (semi-fixed), während die andere Elektrode aus einem abschmelzbaren Draht besteht;

b) die halbfixierte Elektrode ist feineinstellbar.

iii) Es wird ein einzelner abschmelzbarer Draht benutzt und durch einen zentralen Abschnitt der Spritzeinrichtung geführt sowie durch mittels Hochfrequenzstrom erzeugter Joule'scher Wärme geschmolzen.

iv) Die Düsenluftstromgeschwindigkeit wird entsprechend der angestrebten spezifischen Endanwendung einstellbar gemacht, so daß eine qualitativ gute Ablagerung oder ein entsprechender Film erzielbar ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Metallspritzverfahrens, bei dem keine Rißbildungs- oder Kontraktionsvorgänge auftreten.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer zweckmäßigen Metallspritzeinrichtung.

Diese sowie weitere Ziele,Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 - in einem Längsschnitt eine Metallspritzeinrichtung zum

Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 2 - in einer vergrößerten Teilansicht den Hauptabschnitt der Einrichtung aus Figur 1,

— 8 *»

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Figur 3 - die Einrichtung aus Figur 1 in einer Vorderansicht, Figur 4 - in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Spritzeinrichtung vom halbfixierten Elektrodentyp und

Figur 5 - in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Spritzeinrichtung mit einem einzelnen Abschmelzdraht.

Im Zusammenhang mit dem grundsätzlichen Prinzip der neuen Metallspritztechnologie wird auf das US-Patent 3 901 441 verwiesen. Die erfindungsgemäße Spritzeinrichtung unterscheidet sich' von irgendeiner vorbekannten Einrichtung oder einem entsprechenden Verfahren und wird wie folgt beschrieben:

Der Weg eines mit hoher Geschwindigkeit angetriebenen Düsenluftstroms und eine Metalldraht-Schmelzstelle sind separat bzw. an unterschiedlichen Positionen vorgesehen. Die Einrichtung ist so aufgebaut, daß der Hochgeschwindigkeits-Luftstrom aus einer ringförmigen Düse mit einem zur Achse der Einrichtung spitzen Abstrahlungswinkel ausgeblasen wird. Der Düsenluftstrom wird an einem 'Brennpunkt' gesammelt, wonach der Strom auseinanderläuft. Im Inneren des ringförmigen Luftstroms oder eines durch den konischen Luftstrom gebildeten Schirms befindet sich eine Metalldraht· Schmelzvorrichtung. Im Inneren des Schirms befindet sich ein natürlicher niedriger Druck oder Unterdruck, und durch einen Ejektor-Effekt wird geschmolzenes Metall von dem Düsenluftstrom angezogen und mit diesem gemischt, um schließlich weggeblasen zu werden. In diesem Fall gelangt kein großes Volumen der eine große Dichte bzw. einen entsprechenden Druck aufweisenden Düsenluft durch die Metalldraht-Schmelzstelle, wie es bei herkömmlichen Verfahren der Fall ist. Deshalb treten kein Wärmeverlust und kein starker Oxidationseffekt am geschmolzenen Metall auf. Das Metall schmilzt an seinem Schmelzpunkt unter geringer ausreichender Energiezufuhr, und es ist für den SchmelzVorgang keine zusätzliche Wärmeenergie erforderlich. Ferner können bei dieser Einrichtung keine Fehler festgestellt werden, wie Turbulenzen des Lichtbogeneffekts durch den Hochgeschwindigkeits-Düsenstrom und Metalloxidations-, -verbrennungs- sowie -Verschlechterungsvorgänge.

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Es werden nunmehr die Haupteigenschaften einer solchen neuen Spritzeinrichtung herausgestellt. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß sich die Art der aufgespritzten Ablagerung wesentlich von derjenigen unterscheidet, die mit herkömmlichen Mitteln erzielbar ist. Bei der derart hergestellten Metallablagerung können keine Kontraktions- oder Verformungsvorgänge und keine Zwischenschichtabtrennung beobachtet werden. Insgesamt ist eine ziemlich stabile Metallschicht erzielbar. Selbst wenn eine dicke Ablagerung gebildet wird, die bisher für unmöglich oder unausführbar gehalten wurde, werden kein Abblättern und keine Formänderung festgestellt. Hierfür gibt es wahrscheinlich folgenden Grund:

Zunächst wird das geschmolzene Metall zu Tröpfchen, die dann in Richtung zum Düsenluftstrom angezogen werden. Beim Eintreten in den Düsenluftstrom werden die Schmelzmetalltröpfchen dann in feine Partikel weiter zerstäubt, wobei die einzelnen Partikel komplizierte Vorsprünge haben, beispielsweise dendritische Zweige. In dem nächsten Augenblick werden die Partikel durch den starken kühlen Düsenluftstrom augenblicklich abgekühlt, und nachdem somit diese feinen Partikel mit den Vorsprüngen erstarrt sind, werden sie unter Stoßbeaufschlagung auf die Werkstückoberfläche geblasen. Dabei erfolgt ein Verflechten bzw. Verwachsen der Vorsprünge eines Partikels mit den Vorsprüngen der benachbarten feinen Partikel, wobei ein Quetschen, plastisches Verformen sowie gemeinsames Verfestigen erfolgt, um eine metallische Ablagerung oder einen Metallfilm zu bilden. Diese Annahme wird durch Resultate kürzlicher Untersuchungen gestützt.

Selbst wenn die obige Annahme grundsätzlich richtig ist, verbleiben dennoch einige ungelöste Punkte bestehen. Um in allen Beziehungen gute Resultate zu erzielen, ist es deshalb nicht abzuleugnen, daß eine gewisse Erfahrung zum Betreiben der Einrichtung erforderlich war. Der Erfinder hat die Untersuchungsarbeit fortgesetzt und nunmehr die erfinderischen Maßnahmen im Zusammenhang mit dem verbesserten Metallspritzverfahren und der entsprechenden Vorrichtung gefunden.

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Zu Beginn der detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden zunächst einige der wesentlichsten Punkte erläutert:

1. Während beim Schmelzen eines Metalldrahts vom Metalldrahtende, das durch einen elektrischen Lichtbogen oder durch Kontaktwärme oder durch Joule'sehe Wärme unter einem niedrigen atmosphärischen Druck oder unter Vakuum bzw. Unterdruck in dem einen Ejektor bildenden Mechanismus geschmolzen wird, Tröpfchen durch den Ejektor-Vorgang nach vorne gezogen werden, wird nur der geschmolzene oder flüssig gewordene Drahtteil von dem Drahtende abgetrennt. Während die Grenzlinie zwischen den flüssigen und festen Phasen nicht notwendigerweise klar ist, wird der verflüssigte Teil durch den Einfluß des Düsenluftdrucks weggeblasen, und der verbleibende Teil kann dann verflüssigt werden. Somit liegt eine sehr aktive Ionenemission vor, was zu optimalen Bedingungen für eine fortgesetzte Lichtbogenbildung führt. Ferner führt eine leichte zusätzliche Lichtbogenwärme oder Kontaktwärme zu einer prompten Verflüssigung des übrigen bzw. verbliebenen Teils, so daß das Fortschreiten eines gleichförmigen kontinuierlichen Schmelzvorgangs erleichtert wird.

Um ein fehlerfreies, nach vorne erfolgendes Wegbewegen der soeben entstandenen Tröpfchen einzuleiten, wurde festgestellt, daß ein Ausbilden eines kleinen Düsenluftstroms, der auf den oben erwähnten Teil einwirkt, zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit der Einrichtung führt. Deshalb wird als Mittel zum Bilden des kleinen Luftstroms ein geneigtes bzw. schräg verlaufendes Loch in der Wandung eines konischen Rohrs vorgesehen, welches einen Teil eines Kanals für einen Hochgeschwindigkeits-Luftstrom darstellt. Somit wird ein kleiner Teil des Hochgeschwindigkeits-Luftstroms in die atmosphärische Niederdruckzone geführt und dieser Strom zu dem Metalldraht-Schmelzbereich geleitet, um die Tröpfchen nach vorne zu treiben.

2. Ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Geschwindigkeit des Düsenluftstroms oder das Düsenluftvolumen entsprechend den Metalldraht-Materialien und/oder der

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Schmelzgeschwindigkeit eingestellt wird. Die Düsenluftgeschwindigkeit wird so gewählt, daß sie in einen Bereich von 200 m/Sek. bis etwa Mach 1 fällt. Der Spritzwinkel (Winkel θ aus Figur 1) liegt im Bereich von 20° bis 50°, vorzugsweise im Bereich von bis 35°. Wenn Draht mit größerem Durchmesser benutzt wird, ist es möglich, ein großes Metallvolumen in einer kurzen Zeitspanne aufzuspritzen, und in diesem Fall ist es klar, daß der Düsenluftstrom relativ vergrößert wird, um ausreichende Antriebskräfte für das Zerstäuben, Kühlen und Überführen der Metallpartikel vorzusehen.

Die Einstellung des Düsenluftstroms steht in einem Zusammenhang mit der Ausbildung des metallischen Films oder der Beschichtung, und für eine qualitativ gute Beschichtung sind ein Zerstäuben und Kühlen der Schmelzmetalltröpfchen wichtig. Die geschmolzenen Metalltröpfchen werden durch den Düsenluftstrom zerstäubt, und die resultierenden feinen Partikel gehen in kleine Metallpartikel mit komplizierten dendritischen Vorsprüngen über, die dann zum Verfestigen schnell gekühlt werden. Der Ausdruck 'Dendrit¹ umfaßt metallische Kristalle, die als Haar bzw. Spitze (whisker) (lineare Form) bezeichnet werden, und auch eine Konfiguration, die durch ein unregelmäßiges Wegreißen (tea"-away) von Metall im geschmolzenen Zustand gebildet wird, beispielsweise eine unbestimmte Konfiguration ähnlich derjenigen von kleinen Eispartikeln mit extrem komplizierten Vorsprüngen, wie sie sich ausbilden könnten, wenn kompliziert geformte Wassertröpfchen von einem Wellenkamm durch starken Wind weggeblasen werden und plötzlich zum Gefrieren gebracht werden. Somit ist für den Zweck der vorliegenden Erfindung ein schwacher Wind ungeeignet, der unfähig ist, die geschmolzenen Tröpfchen zum Zerstäuben zu bringen. Es ist beabsichtigt, daß nach dem Erzeugen und vor dem Abkühlen der geschmolzenen Tröpfchen diese durch einen für das spezifische Tröpfchenmaterial angemessenen Düsenstromantrieb zerstäubt werden und daß die sich durch das Zerstäuben ergebenden feinen Partikel, die komplizierte dendritische Vorsprünge haben, zum Erstarren bzw. Verfestigen schnell gekühlt werden. Somit wird nach der vorliegenden Erfindung die Geschwindigkeit des Düsenluftstroms (oder des Düsenluft-

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volumens) entsprechend den jeweiligen Metalldraht-Materialien und/oder der Schmelzgeschwindigkeit in den Bereich von etwa 200 m/Sek. bis etwa Mach 1 gelegt.

3. Bei dem Verfahren, bei dem zwei Metalldrähte zum Bilden eines Lichtbogens gespeist werden, dessen Wärme die Drähte zum Schmelzen bringt, erfolgt zuweilen eine gegenseitig nicht gleichmäßige Drahtzuführung, oder es ergibt sich eine unzweckmäßige Lichtbogenerzeugung infolge einer Verformung der Drähte. Um einen solchen Nachteil auszuschalten, beinhaltet die vorliegende Erfindung Verbesserungen; beispielsweise ist einer der Drähte ein halbfixierter Draht, oder es wird ein einzelner Metalldraht benutzt und durch Hochfrequenzleistung erhitzt.

In den Figuren 1, 2 und 3 ist eine Metallspritzeinrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Hinweiszahl 1 bezeichnet eine Spritzdüse, die so ausgerüstet ist, daß sie an einem Metallschalenglied 1o angebracht und hiervon abgenommen werden kann. Das Glied 1o ist an einer kreisrunden Schei be 17 befestigt, die am vordersten Ende einer äußeren Hülle 27 festgelegt ist, welche das Außengehäuse der Einrichtung bildet. Der Anbringungseingriff der Spritzdüse 1 ist ferner dergestalt, daß sich diese links und rechts herum frei drehen kann.

Im Inneren der Spritzdüse 1 ist ein kegelstumpfförmiges Rohr 2 so ausgebildet, daß es den Hohlraum in der Spritzdüse 1 in zwei Abschnitte, innere und äußere Abschnitte, unterteilt. Ferner wird am vordersten Ende der Spritzdüse 1 ein Strahl- bzw. Düsenmundstück 5 von einer Scheibe gebildet, die an ihrem zentralen Bereich mit einem konischen Loch 41 versehen ist, welches sich nach außen verjüngt und öffnet. Gemäß der zeichnerischen Darstellung ist das konische Rohr 2 so in dem konischen Loch 41 angeordnet, daß beide Konus- bzw. Kegelwinkel gleich sind und dazwischen ein schmaler Ringspalt 42 gebildet wird, dessen Ende einen Ringstrahl-Strömungsauslaß 18 bildet.

Ein mit einem separaten Luftkompressor (nicht dargestellt) verbun-

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denes Druckluftförderrohr 4 leitet Druckluft durch die Seitenwandung der Sprühdüse 1 in dieselbe, nämlich in einen zwischen dem konischen Rohr 2 und der Sprühdüse 1 gebildeten leeren Raum bzw. einen Druckluftraum 31. Somit wird die Druckluft durch den ringförmigen Kanal bzw. Spalt 42 zwischen der äußeren Wandung des konischen Rohrs 2 sowie der inneren Wandung des konischen Lochs 41 geleitet und nach außen gedrückt, um über den Ringstrahl-Strömungsauslaß 18 nach außen zu gelangen. Die Hinweiszahl 15 bezeichnet ein Spritzdüsen-Grundglied, das mit einer Lüftungsöffnung 6 versehen ist, welche mit der Umgebung und der Innenseite des konischen Rohrs 2 in Strömungsverbindung steht.

Andererseits ist der Aufbau dergestalt, daß ein Paar von Führungs rohren 7a, 7b, die zu schmelzende Metalldrähte 8a, 8b führen, in ein Paar von Löchern bzw. Durchführungen 28a, 28b eingreifen, die in der Scheibe 17 vorgesehen sind und durch entsprechende Bolzen bzw. Schrauben 11a, 11b befestigt sein können. Wie es ferner in den Figuren dargestellt ist, sind die Führungsrohre 7a, 7b an ihren vordersten Enden gebogen, um einander näherzukommen, und so durch das konische Rohr 2 geführt, daß sie eine äußere Fläche 3 des Düsen- bzw. Strahlmundstücks 5 erreichen. Wenn die Metalldrähte 8a, 8b durch die Führungsrohre 7a, 7b nach außen geleitet werden, kommen sie somit in einer umgekehrten V-Form näher zusammen oder in eine gegenseitige Berührung. Die Führungsrohre sind mit Leistungs- bzw. Stromversorgungsanschlüssen 9a, 9b versehen, welche mit einer Leistungs- bzw.Energiequelle verbunden sind. Die Schmelzstelle der Metalldrähte befindet sich unter einem kleinen Abstand vor dem Mundstück 5 und etwas näher an diesem als der von dem Düsenluftstrom gebildete Fokal- bzw. Brennpunkt 2o. Im Inneren der Hülle 27 und am rückwärtigen Teil der Einrichtung sind gezahnte Rollen 12a, 12b zum Zuführen der Metalldrähte vorgesehen wobei der Antrieb über ein Schneckenrad 14 an einer Welle 13 der Rollen erfolgt. Die Hinweiszahl 16 bezeichnet eine Schnecke. Ferner befindet sich in diesem Bereich ein Gasförderrohr 29,

Die vorstehenden Ausführungen beinhalten eine Zusammenfassung des Mechanismus der Einrichtung. Wenn die Druckluft von dem Druckluft

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förderrohr 4 in die Einrichtung geleitet wird, wird sie zunächst in den Drucklufträum 31 geführt und dann über den ringförmigen Kanal bzw. Spalt 42 aus dem Düsenauslaß 18 abgelassen. Der Düsenluftstrom 21 bildet einen Kegel, der nach einem Zusammenlaufen an dem Fokal- bzw. Brennpunkt 2o zu einem divergierenden Luftstrom 21' wird. Ein in der Strahlausspritzzone befindlicher Raum 19, der näher an dem Mundstück 5 als der Fokalpunkt 2o liegt, wird zu einer weitgehenden atmosphärischen Niederdruckzone, in der die Schmelzstelle der Drähte oder Vorrichtung hierfür vorgesehen wird und es werden Tröpfchen 33 aus geschmolzenem Metall zu dem Brennpunkt 2o des Hochgeschwindigkeits-Düsenluftstroms nach vorne gezogen. Die geschmolzenen Tröpfen werden nicht vorwärts getrieben, wenn nicht separate Luft in den Raum 19 eingeführt wird, und die Luftzufuhr erfolgt durch Einführen von atmosphärischer Luft über die Lüftungsöffnung 6.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist dergestalt, daß durch die Wandung des konischen Rohrs 2, das den ringförmigen Spalt 42 für die Druckluft bildet, Löcher 4o geführt sind, die in der zur Schmelzstelle der Metalldrähte weisenden Richtung geneigt sind, so daß ein kleines Druckluftvolumen als Strahl-bzw. Düsenstrom in die Zone kleinen atmosphärischen Druckes eingeführt und ferner die geschmolzenen Tröpfchen durch diesen kleinen Düsenluftstrom vorwärts getrieben werden. Dieses ist eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung, und die geneigten Löcher 4o werden auch als dritte Düsenlöcher bezeichnet, deren Durchmesser sehr klein ist und etwa o,5 mm beträgt. Diese mehrfachen Löcher sorgen für einen gleichförmigen Spritzvorgang.

Gelegentlich sind bestimmte Metalldrahtmaterialien sehr oxidationsanfällig. In diesem Fall kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem ein separat vorgesehenes inertes Gas über ein Gasförderrohr 29 und ein Gaszufuhrrohr 25 aus einem Gasstrahlauslaß 24 (als zweites Düsenloch bezeichnet), der sich in das konische Rohr öffnet, abgelassen wird, so daß die Metalldrähte beim Schmelzen in dem inerten Gas abgeschirmt sind. Mit diesem Verfahren ist das erfindungsgemäße Ziel mit einem sehr kleinen Gasverbrauch erreichbar. - 15 -

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Das Wesen der erfindungsgemäßen Einrichtung ergibt sich aus den vorstehenden Ausführungen. Ferner sind an dem rückwärtigen Teil der Einrichtung eine Metalldraht-Zuführungsvorrichtung und Leistungszufuhr- bzw. Stromversorgungsanschlüsse vorgesehen. Auch können im Rahmen der vorliegenden Erfindung Einrichtungen, wie eine Leistungsversorgung bzw. Stromquelle, ein Luftkompressor und eine Gasspeichervorrichtung, frei gestaltet und angewendet werden Nachfolgend werden das Spritzverfahren sowie die Betriebsweise und Merkmale der Spritzeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Wie es zuvor erwähnt wurde, wird Druckluft zum Spritzen von geschmolzenem Metall von dem Druckluftraum 31 durch den ringförmigen Spalt 42 geleitet und aus dem Auslaß 18 abgelassen, um einen kegelförmigen Düsenluftstrom zu bilden, der kein Erzeugen einer Plasma-Erscheinung durch den Lichtbogen 23 der Metalldrähte ermöglicht; das heißt, daß der konische Düsenluftstrom nicht durch die Metallschmelzstelle verläuft. Bei herkömmlichen Verfahren wird ein Hochgeschwindigkeits-Luftstrom direkt durch eine Lichtbogenzone geleitet, wodurch diese gekühlt wird, aufgrund des Quetscheffekts (pinch effect) ein Plasmavorgang erzeugt wird, übergroße Temperaturen hervorgerufen werden und übermäßig viel elektrische Energie verbraucht wird, was zu einem überschmelzvorgang des Metalls führt. Mit anderen Worten treten Nachteile auf, wie ein Leistungsverlust und ein ungleichförmiges Erzeugen von geschmolzenen Tröpfchen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung treten jedoch nicht solche Nachteile auf. Dementsprechend wird keine Druckluft durch die Metallschmelzstelle, sondern durch andere Bereiche geleitet. Die geschmolzenen Metalltröpfchen werden durch den Ejektor-Vorgang mit dem Düsenluftstrom gemischt, und es tritt gleichzeitig auch ein Zerstäuben und Kühlen der Tröpfchen auf, und zwar im Gegensatz zu den genannten herkömmlichen Verfahren, wo ein Hochgeschwindigkeits-Luftstrom direkt durch eine Lichtbogenzone gelangt und diese somit kühlt, aufgrund des Quetscheffekts (pinch effect) einen Plasmavorgang erzeugt und zu ultrahohen Temperaturen sowie

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einem übermäßig großen Strom führt, der ein Überschmelzen des Metalls begründet. Somit treten keine Nachteile auf, wie ein Leistungs- bzw. Energieverlust und eine ungleichförmige Tröpfchenerzeugung. Während beispielsweise herkömmliche Verfahren eine
elektrische Versorgung mit 45 Volt und 600 Ampere erforderlich
machen, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Spannung
von weniger als 17 Volt und ein Strom von weniger als 100 Ampere
zum Erreichen der angestrebten Ziele ausreichend.

Im Zusammenhang mit dem Einfluß des dritten Düsenlochs 4o sei erwähnt, daß der kleine Düsenluftstrom zu der Niederdruckzone 19
ziemlich stark ist und dazu führt, daß die geschmolzenen Tröpfchen in Richtung zum Brennpunkt 2o getrieben werden. Dadurch kann eine erwünschte korrekte Ausrichtung des Tröpfchen-Antriebsvorgangs erreicht werden. Es kann somit festgestellt werden, daß der Neigungswinkel der schräg verlaufenden Löcher 4o sehr wichtig ist Ferner ist es im Zusammenhang mit dem dünnen Luftstrom ebenfalls
wichtig, daß die schräg verlaufenden Löcher in der Nähe des Licht bogens angeordnet sind. Wenn die Position sowie der Winkel der Lö eher 4o unangemessen sind, dementsprechend der obige Effekt nicht erreicht werden kann und ferner der Düsenluftstrom 21 gestört
wird, würde dieses dem erstrebten Ziel schaden und einen Großteil der Leistungsfähigkeit der Einrichtung verschlechtern.

Wie es zuvor erwähnt wurde, sind die Schmelzstelle der Metalldraht te und der Druckluftdurchgang bzw. -kanal bzw. -spalt getrennt
voneinander angeordnet. Die Schmelzstelle befindet sich in der
von dem Düsenluftstrom erzeugten Niederdruckzone, so daß die aus
geschmolzenem Metall bestehenden Tröpfchen 33 in Richtung des
Luft- bzw. Düsenstroms gezogen und die so beeinflußten Tröpfchen
zerstäubt und schnell gekühlt werden. Dadurch fallen feine Partikel 34 mit komplizierten Vorsprüngen au», und diese Partikel werden von dem Düsenluftstrom gegen ein zu bespritzendes Werkstück
getrieben, wodurch das Metall durch Stoßbeaufschlagung auf dem
Werkstück abgelagert wird. Die feinen Partikel, deren Vorsprünge
miteinander verwachsen sind, werden plastisch verformt, gequetsch und als Einheit abgelagert, um einen Film zu bilden; der Film

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wird aus feinen Partikeln aufgebaut und während dieses Vorgangs nicht gekühlt. Deshalb erfolgen kein Zusammenziehen oder Verformen des Films. Erfindungsgemäß wird die Geschwindigkeit des Düsenluftstroms in Übereinstimmung mit einem Metallmaterial und einer Schmelzgeschwindigkeit bestimmt, so daß die feinen Partikel in dem miteinander verwachsenen Zustand der Vorsprünge benachbarter feiner Partikel plastisch verformt werden und schließlich ohne Schrumpfen und Verformen einen metallischen Ablagerungsfilm auf den Werkstückoberflächen bilden. Im allgemeinen wird die Druckluft aus dem Düsenauslaß so abgelassen, daß der Spritzwinkel θ aus Figur 1 in den Bereich von 20° bis 50°, vorzugsweise von 28° bis 35°f und die Düsenluftgeschwindigkeit in einen ausgewählten Bereich von 200 m/Sek. bis etwa Mach 1 fallen.

Wenn der schnelle Kühlungsvorgang fehlerhaft oder unzureichend durchgeführt wird oder wenn beispielsweise ein primärer Fehler vorliegt_/ beispielsweise wenn die Sprüh- bzw. Spritzeinrichtung zu nahe an der Werkstückoberfläche angeordnet ist, kann sich ein fehlerhaftes Ergebnis einstellen. Es existiert jedoch ein bestimmter Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen und dem herkömmlichen Verfahren bezüglich des Ansammlungsaufbaues bzw. -Vorgangs des gespritzten Metallfilms. Im Unterschied zum herkömmlichen Verfahren, bei dem geschmolzene Tröpfchen durch einen Hochdruck-Luftstrom großer Temperatur mittels eines Düsenspritzvorgangs aufgebracht werden, treten bei der vorliegenden Erfindung keine Kontraktion und keine Verformung des abgelagerten Films auf. Somit gibt es für die vorliegende Erfindung einen sehr breiten Anwendungsbereich. Die verbesserte Version nach der vorliegenden Erfindung wird nunmehr wie folgt beschrieben. Bei dem in Figur 1 dargestellten Verfahren mit zwei Schmelzdrähten müssen die beiden Metalldrähte immer mit der gleichen Geschwindigkeit geschmolzen und somit mit der gleichen Geschwindigkeit gleichzeitig zugeführt werden, da sonst kein Lichtbogen aufrechterhalten werden kann. Für diesen Zweck hat die Einrichtung eine automatische Drahtzuführungsvorrichtung, um bezüglich der zwei zugeführten Drähte immer eine korrekte umgekehrte V-Form zu bilden. Manchmal kann es jedoch infolge einer Drahtverformung oder einer

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Verschmutzung usw. vorkommen, daß kein korrekter Lichtbogen erzielbar ist. Hieraus ergibt sich, daß die Metallschmelzgeschwindigkeit und die Einstellung im Zusammenhang mit der Metalldraht-Zuführungsgeschwindigkeit seitens der Bedienungsperson eine große Erfahrung voraussetzen.

Figur 4 zeigt in dieser Beziehung eine verbesserte Version. Zum Erleichtern der Handhabung besteht eine den Lichtbogen bildende Elektrode aus einem schwer schmelzbaren Material, wie halbeingebettetem bzw. halbfixiertem Wolfram, während die andere Elektrode aus einem normalen Metalldraht 8 für einen Schmelzspritzvorgang besteht. Die Lichtbogenbildung durch diese zwei Elektroden und der Schmelzspritzvorgang unter Anwendung einer niedrigen Spannung erfolgen in ähnlicher Weise wie bei dem zuvor erwähnten Schmelzverfahren mit zwei Drähten. Der Aufbau ist dergestalt, daß hierbei Metalldraht-Zuführungsrollen 12 immer auf den Metalldraht 8 einwirken, während dieses nicht für einen Draht 8' zutrifft, der nur beaufschlagt wird, wenn dieses erforderlich ist. Hierbei werden die im Zusammenhang mit dem mit zwei Schmelzdrähten arbeitenden Verfahren auftretenden Probleme vermieden, nämlich ein Krümmen sowie Schwingen von Metalldrähten oder ein unzweckmäßiger Lichtbogen aufgrund der Tatsache, daß die zwei Metalldrähte wegen der Abnutzung von Führungsrohren für die Metalldrähte nicht genau gegenüberliegen.

Aus den Figuren ist es ersichtlich, daß an der inneren Wandung der Spritzdüse 1 eine Abstützung 58 für eine dicke halbfixierte Elektrode 54 befestigt ist. Durch manuelles Drehen der Düse ist eine Feineinstellung der Lichtbogenausbildung durchführbar. Wenn statt der fixierten Elektrode 54 ein üblicher Metalldraht eingeführt und in Verbindung mit Zuführungsrollen 12' betrieben wird, ergibt sich hierdurch ein System mit zwei Schmelzdrähten, wobei eine Elektrode feineinstellbar gehalten und eine Einstellung während des Betriebes in handlicher sowie höchst wirkungsvoller Weise durchführbar sind. Es läßt sich eine gute Produktqualität erzielen. Dieses Merkmal, wonach der Lichtbogen zu irgendeiner Zeit während des Betriebes einstellbar und somit ein qualitativ gleich-

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förmiger Ablagerungsfilm erhältlich sind, beinhaltet ein überwinden vieler Nachteile einer herkömmlichen Einrichtung. Der Aufbau

iner Schmelzspritzeinrichtung mit halbfixierter Elektrode wird unter Bezugnahme auf Figur 4 beschrieben. Eine Spritzdüse 1 sitzt frei drehbar im Inneren eines zylindrischen Gehäuses 57', das mit der Außenseite eines Einrichtungsgrundgliedes 57 zu einer Einheit zusammengebaut ist. An der Vorderseite der Düse 1 ist ein Düsenmundstück 51 mit einem konischen Loch 41 angebracht. An der Innen· wandung der Düse ist ein Grundteil 52' eines konischen inneren Düsengliedes 52 befestigt.

Der vorderste Endabschnitt des inneren Düsengliedes 52 ist derart in dem konischen Loch 41 des Düsenmundstücks 51 angeordnet, daß die Innenwandung des Lochs 41 und die Außenwandung des Endabschnitts des Düsengliedes 52 aufeinander zu^weisen, wobei dazwischen ein kleiner Spalt 42 verbleibt und die Neigungswinkel beider einander gegenüberliegender Teile gleich sind. Somit bildet das vorderste Ende des ringförmigen Durchgangs bzw. Spalts 42 einen Ringstrahl-Strömungsauslaß bzw. ein Düsenspritzloch 18. Ferner ist an der Innenwandung des inneren Düsengliedes 52 die Abstützung 58 für die Elektrode 54 aus einem schwer schmelzenden Material, wie Wolframdraht oder -Stangenmaterial usw. angebracht. Ferner befindet sich im Inneren des inneren Düsengliedes 52 ein gemäß der Darstellung gebogenes Führungsrohr 7 für den Metalldraht 8. Das durch das Führungsrohr geführte vordere Ende des Metalldrahts bildet mit der festgelegten bzw. fixierten Elektrode eine umgekehrte V-Form, um einen Lichtbogen zu erzeugen oder zum Bilden von Wärme mit der festen Elektrode in Berührung zu kommen.

Bei diesem Verfahren wird nur der Metalldraht 8 geschmolzen und gespritzt. Im übrigen entspricht dieses Verfahren im wesentlichen dem Verfahren aus Figur 1. Die Hinweiszahl 4 bezeichnet ein Drucklufteinführungs- bzw. -förderrohr, während die Hinweiszahl 55 ein Lüftungsloch bezeichnet, das mit der Atmosphäre und einer Niederdruckzone 19 in Strömungsverbindung steht. Das Loch 55 kann auch mit einem Inertgasraum (nicht dargestellt) verbunden sein. Die Hinweiszahl 31 bezeichnet einen Druckluftraum, während die Hinweiszahlen 12, 12' Metalldraht-Zuführungsrollen bezeichnen.-2o

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Wie es zuvor erwähnt wurde, ist bei der Einrichtung eine Elektrode an der Abstützung fixiert, wobei jedoch der Aufbau als ganzes drehbar ist, weshalb von einem 'halbfixierten' Typ die Rede ist. Aufgrund der halbfixierten und sich nicht selbst verbrauchenden Elektrode handelt es sich ohne Frage um eine leichte Lichtbogenausbildung. Die fixierte Elektrode ist an der Spritzdüse 1 befestigt, und durch Drehen der Düse 1 ist eine Feineinstellung der Lichtbogenausbildung möglich, so daß man während des Betriebes eine optimale Einstellung des Lichtbogenzustandes vornehmen kann. Dementsprechend sind die Betriebsleistungsfähigkeit und die mit der Einrichtung erzielbare Qualität des abgelagerten Films unvergleichlich besser als bei der herkömmlichen Einrichtung. Da ferner das Volumen des kühlenden Düsenluftstroms viel größer als die von einem einzelnen Metalldraht erhaltene Wärmemenge der Tröpfchen ist, ergibt sich ein wesentlich besserer Kühleffekt als bei einem System mit zwei SchmeIzdrähten. Deshalb ist das Spritzverfahren vom halbfixierten Typ besonders für hochschmelzende Metalle wirkungsvoll.

Der Effekt, daß Druckluft aus dem Düsenströmungsloch bzw. Düsenströmungsauslaß 18 getrieben und geschmolzene Metalltröpfchen durch den Düsenluftstrom mitgerissen sowie gleichzeitig zerstäubt gekühlt und geblasen werden, ist derselbe wie zuvor. Mit der Einrichtung vom halbfixierten Elektrodentyp kann ferner ein anderer Schmelzmetalldraht durch die Halterung bzw. Abstützung 58 für die fixierte Elektrode gefädelt bzw. geleitet werden, um dann durch Rollen 12' geführt und für ein System mit zwei Schmelzdrähten benutzt zu werden. Auch in diesem Fall ist eine Feineinstellbarkeit des Lichtbogens gegeben, so daß es sehr leicht möglich ist, die Leistungsfähigkeit zu vergrößern und die Qualität des abgelagerten Films zu verbessern. Im Zusammenhang mit dem Unterschied zwischen dem Eindrahtsystem und dem Zweidrahtsystem ist zu erwähnen, daß abgesehen von dem zuvor erwähnten Effekt das aufzuspritzende Metallvolumen klein ist und sich dieses System zum Bilden eines feinen dichten Ablagerungsfilms wie auch zum Spritzen teurer wertvoller Metalle eignet, während das Zweidrahtsystem für alle Anwendungen geeignet ist.

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Während es bei der normalen praktischen Durchführung üblich ist, daß beide Elektroden zum Erzeugen eines Lichtbogens benutzt werden, um eine Wärmeentwicklung zu erhalten, muß nicht notwendigerweise ein Lichtbogen für diesen Zweck verwendet werden. Es können auch beide Elektroden miteinander in Berührung gebracht und der Metalldraht durch die aufgrund des gegenseitigen Kontaktes erzielte Wärme geschmolzen werden. Da in diesem Fall das Schmelzen ohne starkes Überhitzen über den Metallschmelzpunkt durchgeführt werden kann, lassen sich solche Nachteile, wie eine Oxidation, Verbrennung und überhitzung des Metalls ₍ vermindern bzw. vermeiden, und es ist ein schnellerer Kühlvorgang erzielbar, so daß sich ein großer Nützlichkeitswert der Einrichtung ergibt. Bei einem herkömmlichen Hochtemperatur-Spritzsystem mit geschmolzenem Metall kann ein solches Verfahren nicht angewendet werden.

Nachfolgend wird ein anderes verbessertes System beschrieben, bei dem nur ein Spritzmetalldraht- oder -Stangenglied benutzt und durch Hochfrequenzstrom geschmolzen wird. In Figur 5 bezeichnet die Hinweiszahl 6o ein äußeres Düsenglied, dessen Gesamtkonfiguration gemäß der zeichnerischen Darstellung einem liegenden Napf ähnelt. Die Bodenwandung 72 des Napfes hat eine Bauchung 66 an ihrem Zentrum, wo ein sich nach außen verjüngendes konisches Loch 41 vorgesehen ist. Im Inneren des äußeren Düsengliedes 6o befindet sich ein aus. einem Elektromagneten hergestelltes inneres Düsenglied 61. Dieses ist ebenfalls napfartig ausgebildet. An der nach außen vorstehenden Bodenwandung 75 des inneren Düsengliedes 61 befindet sich im Zentrum ein steiler Vorsprung 77. Der Mittenbereich weist einen Hohlraum auf, der eine Kammer 76 bildet, in der das vorderste Ende eines Metalldrahts 63 angeordnet ist. Der Vorsprung 77 befindet sich im Inneren des konischen Lochs 41 am axialen Zentrum des äußeren Düsengliedes 6o, wobei ein schmaler Spalt 42 zwischen einer Innenseite 74 des konischen Lochs und einer Außenseite 78 des Vorsprungs gebildet wird. Der Spalt 42 ist ein Durchgang bzw. Kanal für Hochdruckluft. Der Spalt 42 ist ringförmig und bildet an seinem Ende einen ringförmigen Düsenauslaß 18. Wenn von einem separaten Luftkompressor (nicht dargestellt Druckluft über ein Luftzuführungsrohr 64 in die Einrichtung gelei-

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tet wird, erfolgt somit ein konisches Austreiben der Druckluft aus dem Düsenauslaß 18, und zwar über einen Druckluftraum 31 und den Kanal bzw.Spalt 42. Es wird ein Düsenluftstrom 21 gebildet, der bis zu einem Fokal- bzw. Brennpunkt 2o konvergiert und dann divergiert, um einen Düsenluftstrom 21· zu bilden, und zwar in einer ähnlichen Weise, wie es oben erwähnt wurde.

Innerhalb des inneren Düsengliedes 61 befinden sich ein ringförmiger harter elektrischer Isolator 67 und seine Abstützung 68 in der zeichnerisch dargestellten Weise in Eingriff. Somit besteht der vordere Abschnitt der Spritzeinrichtung aus einem dreifachen Wandungsgebilde. Auf den äußeren Umfang des äußeren Düsengliedes 6o ist an einer Position, wo das äußere Düsenglied das innere Düsenglied, das heißt den Elektromagneten, berührt, gemäß der zeichnerischen Darstellung eine elektrische Hochfrequenzspule 62 gewickelt, die dazu dient, den Metalldraht 63 durch Hochfrequenz zu schmelzen. Mit der Rückseite des vorderen Abschnitts ist ein rückwärtiger Abschnitt 69 verbunden, mit dessem zentralen Teil ein ringförmiger Isolator 7o in Eingriff steht. Gemäß der zeichnerischen Darstellung ist das Druckluft-Zuführungsrohr 64 durch die vorderen und rückwärtigen Abschnitte geführt. Ferner sind auch ein oder mehrere Lüftungslöcher 65 vorgesehen, die für eine Strömungsverbindung zwischen einer Niederdruckzone 19 und der Umgebung sorgen. Der Metalldraht 63 wird mittels Rollen 12a, 12b durch eine am Zentrum der Einrichtung vorgesehene axiale Drahtdurchgangsbohrung 71 so geführt, daß sein vorderstes Ende die Kammer 76 erreicht.

Für die Funktion dieser verbesserten Einrichtung ähnelt der Druckluft-Düsenmechanismus dem zuvor erwähnten Mechanismus. Da ein einzelner Metalldraht benutzt wird und durch Hochfrequenzstrom erzeugte Joule'sehe Wärme für das Schmelzen des Drahtes zur Anwendung kommt, ist der Betrieb sehr einfach und leicht. Wenn der Spule 62 Hochfrequenz zugeführt wird, erfolgt ein von der Oberfläche ausgehendes Schmelzen des vordersten Endes des am axialen Zentrum der Einrichtung angeordneten einzelnen Metalldrahtes 63 durch Joule'sehe Wärme infolge des sekundären Hochfrequenzstroms.

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Hierbei entstehen Tröpfchen 33, die zu dem Düsenluftstrom 21 gezogen werden. Da das vorderste Ende des Metalldrahtes durch Joule'sehe Wärme allmählich abschmilzt, wird der Abschmelzspritzvorgang fortgesetzt, indem jeweils eine dem geschmolzenen Volumen entsprechende Drahtlänge zugeführt wird. Die Funktionen bezüglich einer Zerstäubung der geschmolzenen Tröpfchen 33 in feine Partikel 34 mit komplizierten Vorsprüngen, bezüglich des Kühlens und bezüglich des Aufblasens auf eine Werkstückoberfläche zum Ablagern eines Metallfilms auf die Oberfläche ähneln denjenigen bei den zuvor erwähnten beiden Systemen. Die Eigenschaften der feinen Partikel und des abgelagerten Films sind ebenfalls die gleichen wie bei den vorstehenden beiden Systemen.

Jedoch ist diese Einrichtung besonders zweckmäßig wegen ihrer einfachen Handhabung. Dieses Eindrahtsystem macht es vollständig überflüssig, für eine Lichtbogenerzeugung mit zwei Metalldrahtenden eine umgekehrte V-Form zu bilden. Ferner werden die bei einem herkömmlichen Zweidrahtsystem und bei dem System mit halbfixierter Elektrode erforderlichen Einstellmaßnahmen vermieden. Im Vergleich zu den vorstehenden beiden Systemen hat dieses einen einzelnen Metalldraht anwendende System den besonderen Vorteil, daß sogar Anfänger sofort und in wirkungsvoller Weise qualitativ ziemlich gute metallische Ablagerungsfilme erzielen können, die keine Schrumpfung und Verformung haben.

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Claims

Ryoichi Kasagi, No. 5-6, Minimitsukaguchi-cho, 1-chome, Amagasaki-shi, Hyogo, Japan Verfahren und Einrichtung zum Schmelzspritzen von Metall Patentansprüche

1. Verfahren zum Schmelzspritzen eines Metalls, wobei Druckluft zum Bilden eines Düsenluftstroms aus einem schmalen Spalt zwischen einer Spritzdüse und einem konischen Rohr getrieben wird, das in der Spritzdüse angeordnet ist, um einen darin befindlichen Raum in zwei Zonen zu unterteilen, wobei Metalldrähte in einer in dem Düsenluftstrom gebildeten atmosphärischen Niederdruckzone elektrisch geschmolzen werden, wobei die sich hierbei ergebenden geschmolzenen Metalltröpfchen durch einen kleinen Luftstrom zu dem Düsenluftstrom getrieben werden, wobei die geschmolzenen Metalltröpfchen durch den Düsenluf tstrom in feine Partikel zerstäubt werden, wobei gleichzeitig die Partikel durch den Düsenluftstrom schnell gekühlt werden, um zu erstarren, und wobei die Partikel dann auf eine Werkstückoberfläche geblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Düsenluftstroms entsprechend dem metallischen Material und der Schmelzgeschwindigkeit so eingestellt wird, daß die Schmelzmetalltröpfchen in feine dendritische Partikel mit komplizierten Vorsprüngen zerstäubt und dann unter Stoßbeaufschlagung auf eine Werkstückoberfläche geblasen werden, wo ein gegenseitiges Verwachsen bzw. Verflechten mit den Vorsprüngen benachbarter Partikel auftritt, wobei die Partikel einer plastischen Verformung unterworfen werden, um einen metallischen Ablagerungsfilm ohne Schrumpfung und Verzug bzw. Fehler zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschmolzenen Metalltröpfchen durch Zuführen eines reduzierenden oder inerten Gases in die atmosphärische Niederdruckzone mit

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diesem Gas umgeben werden, so daß die Tröpfchen vor einer chemischen Reaktion geschützt und zu dem Düsenluftstrom getrieben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Druckluft als der kleine Luftstrom durch eine kleine Bohrung geleitet wird, die durch die Wandung des konischen Rohrs geführt ist und zu den Tröpfchen weist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als eine Elektrode für die zum Metalldrahtschmelzen benutzte Lichtbogenerzeugung ein Metalldraht und als die andere Elektrode ein halbfixiertes sowie schwerschmelzendes Metalldrahtoder -stangenglied benutzt werden und daß der Berührungspunkt beider Elektroden feineinstellbar ist, indem die Spritzdüse gedreht wird, an der das halbfixierte Metalldraht- oder -stangenglied mittels einer hierfür bestimmten Halterung bzw. Abstützung befestigt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelner Metalldraht angewendet und an seinem vordersten Ende durch Hochfrequenzstrom geschmolzen wird.

6. Metall-Schmelzspritz-Einrichtung zum Erzeugen eines Ablagerungsfilms ohne Schrumpfung und Verzug bzw. Fehler oder Formänderung, gekennzeichnet durch eine Spritzdüse (1) mit einem an derem Ende hiermit in Eingriff stehenden Düsenmundstück (5), durch ein Druckluftzuführungsrohr (4), das mit einem runden Loch in der Wandung der Düse (1) verbunden ist, durch ein mit einem Lüftungsloch (6) versehenes Grundglied (15), durch ein in der Spritzdüse (1) befindliches kegelstumpfförmiges Rohr (2), dessen kleiner Durchmesserbereich nahe der Wandung einer konischen Bohrung (41) am Zentrum des Düsenmundstücks (5) angeordnet ist, so daß dazwischen ein kleiner ringförmiger Spalt (42) gebildet wird, durch den Druckluft von dem Zuführungsrohr (4) nach außen gespritzt bzw. getrieben wird, wobei durch die Wandung des konischen Rohrs (2) eine schmale, geneigte bzw.

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schräg verlaufende Bohrung (4o) geführt ist, die den Druckluftkanal (4, 31) und die Innenseite des konischen Rohrs (2) in Richtung des Lichtbogens verbindet, und wobei das Innere des konischen Rohrs (2) über ein Lüftungsloch (6) des Grundgliedes (15) mit der Umgebungsluft strömungsmäßig verbunden ist, ferner durch eine äußere Hülle bzw. ein Gehäuse (27) für einen rückwärtigen Abschnitt, der eine mit einer Gaslüftungsbohrung versehene und am vordersten Ende des Gehäuses (27) befestigte kreisrunde Scheibe (17) sowie eine Metalldraht-Zuführungsvorrichtung (12a, 12b) hat, wobei die Vorderseite des rückwärtigen Abschnitts zum Bilden der Einrichtung mit dem Grundglied (15) der Spritzdüse (1) verbunden ist, und durch zwei Metalldraht-Führungsrohre (7a, 7b), die über die Länge der Einrichtung durch diese geführt und deren vorderste Enden in Richtung zueinander einwärts gebogen sind.

7. Metall-Schmelzspritz-Einrichtung zum Erzeugen eines Ablagerungsfilms ohne Schrumpfung und Verzug bzw. Fehler oder Formänderung, gekennzeichnet durch ein Grundglied (57) mit einem Lüftungsloch (55), durch ein mit der Außenseite des Grundgliedes (57) zu einer Einheit zusammengebautes zylindrisches Gehäuse (57')/ welches ein Druckluftzuführungsrohr (4) aufweist, durch eine in dem zylindrischen Gehäuse (57 ') in frei drehbarem Eingriff stehende Spritzdüse (1), durch ein an dem Ende der Düse (1) in dieser in Eingriff stehendes Düsenmundstück (51), das an seinem Zentrum mit einem konischen Loch (41) versehen ist, durch ein hohles, konisches, inneres Düsenglied (52), dessen Grundteil (52¹) an der Sprühdüse (1) befestigt ist und dessen vorderster Endabschnitt sich in der Nähe der Wandung des konischen Lochs (41) befindet, so daß dazwischen ein kleiner ringförmiger Spalt (42) gebildet wird, durch den Druckluft von dem Zuführungsrohr (4) nach außen getrieben wird wobei die Innenseite des inneren Düsengliedes (52) über das Lüftungsloch (55) des Grundgliedes (57) mit der Umgebungsluft in Strömungsverbindung steht, durch eine aus einem schwerschmelzenden Metall hergestellte Elektrode (54), die an einer an der Innenwandung des inneren Düsengliedes (52) befestigten

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Halterung bzw. Abstützung (58) fixiert bzw. angebracht ist, und durch ein im Inneren des inneren Düsengliedes (52) vorgesehenes Metalldraht-Führungsrohr (7), dessen vorderstes Ende in Richtung zu der Elektrode (54) einwärts abgebogen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß statt der fixierten Elektrode (54) ein Metalldraht (8¹) durch ein festgelegtes Elektrodeneinsetzungsloch geführt ist und daß eine Zuführungsvorrichtung (12') für den Draht (8¹) vorgesehen ist.

9. Metall-Schmelzspritz-Einrichtung zum Erzeugen eines Ablagerungsfilms ohne Schrumpfung und Verzug bzw. Fehler oder Formänderung, gekennzeichnet durch ein inneres Düsenglied (61), das aus einem napfförmigen Elektromagnetglied hergestellt ist, welches an seinem axialen Zentrum einen hohlen konischen Vorsprung (77) hat, durch ein äußeres Düsenglied (6o) mit einem an seinem axialen Zentrum befindlichen konischen Hohlraum (18) in den das innere Düsenglied (61) so eingreift, daß ein kleiner ringförmiger Spalt (42) zwischen der Oberfläche (78) des konischen Vorsprungs (77) und der Oberfläche (74) des Hohlraums (18) gebildet wird, durch einen in das innere Düsenglied

(61) eingreifenden axialen Körper, der ein ringförmiges Glied

(67) aus einem verschleißarmen isolierenden Material und seine Abstützung (68) aufweist, durch einen rückwärtigen Abschnitt (69)-mit einem ringförmigen, verschleißarmen Isolator- der mit der Rückseite eines vorderen Abschnitts des dreiteiligen Düsenaufbaues verbunden ist, welcher das innere Düsenglied (61), das äußere Düsenglied (6o) und den axialen Körper aufweist, durch einen durch das axiale Zentrum der Einrichtung geführten einzelnen Metalldraht (63), durch eine Hochfrequenzspule (62), die an der Stelle um die Peripherie des äußeren Düsengliedes (6o) gewickelt ist, wo dieses das innere Düsenglied (61) aus Elektromagnet berührt, durch ein Zuführungsrohr (64) zum Zuführen von Druckluft, die durch einen Druckluftraum (31) und dann durch den Spalt (42) getrieben wird, durch eine Lüftungsbohrung (65), die mit der Umgebungsluft oder einer Gaskammer

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und der Innenseite (19) des inneren Düsengliedes (61) in Strömungsverbindung steht, und durch eine Metalldraht-Zuführungsvorrichtung (12a, 12b).

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