Es wird häufig zur Oberflächenreparatur und Funktionsverbesserung von mechanischen Geräten eingesetzt, insbesondere im Bergbau, in der Hüttenindustrie, im Bauwesen, in der Landwirtschaft und in der Energiewirtschaft.

Metallurgisches Verbinden ist der Kern des Hartauftragens.

Prinzipienanalyse:

Das Grundprinzip des Hartauftragens besteht darin, das Hartauftragsmaterial (Schweißdraht, Schweißstab oder Metallpulver) durch eine Wärmequelle (wie Lichtbogen, Plasma, Laser usw.) zu schmelzen und eine metallurgische Verbindung oder teilweise mechanische Haftung mit der Oberfläche des Metallsubstrats herzustellen, um eine verstärkte Schicht mit spezifischen Funktionen zu bilden.

Diese Verstärkungsschicht ist in der Regel härter und verschleißfester als das ursprüngliche Basismaterial und kann hohen Belastungen, hohen Temperaturen oder korrosiven Umgebungen standhalten.

Der Prozessablauf des Hartauftragens:

- Oberflächenvorbereitung: Öl, Rost und Oxidschichten von der Oberfläche des Werkstücks entfernen.

- Vorwärmbehandlung: Einige Werkstücke aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl oder legiertem Stahl müssen vorgewärmt werden, um Schweißrisse zu vermeiden.

- Wählen Sie das Hartauftragungsverfahren: Gängige Verfahren sind:Manuelles Lichtbogen-Hartauftragen, Unterpulverschweißen, Plasma-Hartauftragen (PTA), Laser-Hartauftragen, usw.

- Hartauftragungsverfahren: Je nach Verschleißbereich des Bauteils wird die Hartauftragung in Abschnitte unterteilt und die Schweißnahtbreite sowie die Dicke der Hartauftragungsschicht kontrolliert.

- Nachbehandlung und Reinigung nach der Wärmebehandlung: Reduzierung von Spannungsspitzen, Schleifen und Formen zur Sicherstellung der Maß- und Strukturstabilität.

Welche Ausrüstung eignet sich für die Reparatur von Hartauftragsschichten durch Aufbau?

Das Auftragschweißen eignet sich nicht nur zur Oberflächenvorbehandlung neuer Anlagen, sondern findet auch breite Anwendung bei der Reparatur verschlissener Teile alter Anlagen. Zu den für die Reparatur mittels Auftragschweißen geeigneten Anlagen gehören im Wesentlichen folgende Typen:

•Bergbau- und Baumaschinen

Baggerschaufelzähne, Schaufelkanten, Förderbandschaber

Brecherhammerköpfe, Mahlwalzen, Siebplatten

•Ausrüstung für Metallurgie und Baustoffe

Walzwerke, Kugelmühlen, Walzen, Schweißformen

Stützräder für Drehrohröfen, Lagergehäuse, Schneidköpfe

•Kraftwerks- und Kesselanlagen

Brennerdüsen, Überhitzerrohre, Lüfterflügel

Verschleißfeste Teile in Entschwefelungsanlagen von Kraftwerken

•Landwirtschaftliche und Lebensmittelverarbeitungsmaschinen

Pflugscharen, Rotationspflugblätter, Brechwerkzeuge, Pressschrauben

Durch die Reparatur mittels Hartauftragung kann die Lebensdauer dieser Anlagen um das 2- bis 10-fache verlängert werden, wodurch Produktionsausfälle und hohe Kosten durch häufigen Austausch effektiv vermieden werden.

Der Unterschied zwischen Hartauftragung und thermischem Spritzen

ObwohlHartauftragUndthermisches SpritzenObwohl es sich bei beiden um Technologien zur Modifizierung von Metalloberflächen handelt, bestehen zwischen ihnen grundlegende Unterschiede hinsichtlich der Prozessprinzipien, der Beschichtungseigenschaften und der Anwendungsszenarien.

HartauftragDabei werden Metallwerkstoffe mithilfe einer Wärmequelle geschmolzen und eine starke metallurgische Verbindung mit dem Grundmaterial hergestellt. Die Schweißschicht ist in der Regel dick und erreicht mehrere Millimeter oder sogar Dutzende Millimeter. Die verstärkte Schicht ist nicht nur verschleißfest, sondern hält auch starken Stoßbelastungen stand und eignet sich daher besonders für Schwerlastgeräte, die unter rauen Bedingungen mit hohem Verschleiß betrieben werden.

Thermisches SpritzenDabei werden Metalle oder Keramikwerkstoffe bis in einen halbschmelzflüssigen Zustand erhitzt und anschließend mittels eines Hochgeschwindigkeitsgasstroms auf die Werkstückoberfläche aufgebracht, um eine dünne, mechanisch gebundene Beschichtung zu erzeugen. Die aufgesprühte Schicht bildet keine metallurgische Verbindung mit dem Substrat, und ihre Verschleißfestigkeit und Haftfestigkeit sind in der Regel geringer als bei Hartauftragung. Sie ist jedoch weniger hitzeempfindlich und verformt sich weniger stark, wodurch sie sich besser für den Korrosionsschutz von Präzisionsteilen und dünnwandigen Bauteilen eignet.

Vereinfacht gesagt eignet sich Hartauftragen für die Instandsetzung von stark beanspruchten Teilen mit hohem Verschleiß und hoher Stoßbelastung, während thermisches Spritzen besser für Anwendungen geeignet ist, die Präzision und Korrosionsbeständigkeit erfordern, aber relativ geringe Belastungen aufweisen.

Vergleich verschiedener Oberflächenmaterialien

Gängige Oberflächenmaterialien sind:

•Eisenlegierungen

•Nickelbasierte Legierungen

•Legierungen auf Kobaltbasis

•Wolframcarbid

Eisenlegierungensind die am häufigsten verwendeten Auftragschweißmaterialien, die sich durch hervorragende Vielseitigkeit und niedrige Kosten auszeichnen und für die meisten verschleißfesten Anwendungen geeignet sind, wie z. B. Schaufelzähne, Schleifscheiben, Förderbänder und andere Bauteile.

Legierungen auf Kobaltbasis(wie beispielsweise die Stellite-Serie) weisen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hochtemperaturerosion und intermetallischen Verschleiß auf und werden häufig zum Hartauftragen kritischer Oberflächen von Ventilen, Formen und Schneidwerkzeugen eingesetzt. Sie sind jedoch relativ teuer und eignen sich daher eher für Präzisionsbauteile und Bauteile mit hoher Wertschöpfung.

Nickelbasierte Legierungen Sie weisen eine ausgezeichnete Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit auf und werden häufig in chemischen Anlagen, Kesselrohren, der Erdölindustrie und anderen korrosionsbeständigen Umgebungen eingesetzt.

Wolframcarbidverstärkte LegierungenWerkstoffe wie Wolframcarbid oder Chromcarbid eignen sich für extreme Verschleißbedingungen, beispielsweise in Hochgeschwindigkeits-Schlagmaschinen, Zement-Vertikalmühlen und Brechanlagen im Bergbau. Sie weisen eine extrem hohe Härte, aber auch eine hohe Sprödigkeit auf.

Bei der Materialauswahl sollten Faktoren wie Betriebstemperatur, Belastungsart, korrosives Medium, Schweißverfahren und Wartungsbudget umfassend berücksichtigt werden, um eine blinde Auswahl teurer Materialien zu vermeiden, die zu Überdimensionierung oder unnötigen Kostenverschwendungen führen kann.

Wie wählt man das geeignete Hartauftragsverfahren aus?