为了改善高速电弧喷涂涂层结合强度低、孔隙率和氧化物含量高的不足，借助高速燃气来雾化和加速熔融电弧喷涂丝材的想法被提出并付诸实践，但国内尚未见开发出此类可供实用的喷涂枪的公开报道。本文基于空气动力学分析，利用计算流体动力学技术对喷嘴的雾化气流场进行了数值模拟，研究喷嘴雾化气流场的分布特征及其影响规律，最终优化设计出了新型高速燃气-电弧复合喷涂枪，通过煤油喷雾及点火实验，以及喷涂层的组织性能测试检验了喷涂枪的综合性能。结果 发现，优化设计的双气流煤油雾化喷嘴的喷射气流先向斜上方扩展，而后向对称轴处收拢，最后沿对称轴向出口方向流动，呈现出了中心"空化"的弧状喷射结构，中心的"空化"区域是低速回流区，对煤油的燃烧起到了很好的稳焰效果；辅助气流可以增强气流对煤油的剪切力，改善煤油的雾化质量。利用高速摄像技术对喷嘴的煤油雾化性能进行了测试，发现试验得到的煤油雾化空域的低速回流区特征与数值模拟结果相一致，而且煤油雾化的锥角与数值模拟气流场喷射锥角相吻合。煤油雾化喷嘴的点火试验成功，进一步说明喷嘴雾化效果良好且具有稳焰功能。将煤油雾化喷嘴装配到HVAF-ARC复合喷枪上进行喷涂试验，发现复合喷涂枪制备的涂层氧化物相的含量低至5％以下，孔隙率3％，说明新型HVAF-ARC复合喷枪所制备的涂层组织和性能较普通空气雾化高速电弧喷涂有大幅度的提高。