Plasmalichtbogenschweißen (PAW)und das thermische Spritzen sind beides Technologien zur Materialoberflächenvorbereitung, die in Funktion und Anwendung Ähnlichkeiten aufweisen, jedoch erhebliche Unterschiede in Prozess, Materialien, Ausrüstung und Ergebnissen aufweisen.

Nachfolgend sind die wichtigsten Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den beiden Technologien aufgeführt:

Hauptähnlichkeiten

1. Anwendungsgebiete

– Oberflächenverbesserung: Beide werden zur Verbesserung der Verschleiß-, Korrosions- und Hitzebeständigkeit von Materialoberflächen verwendet und werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, im Energiesektor und im Schwermaschinenbau eingesetzt.

– Materialspektrum: Beide Technologien können auf einer Vielzahl von Materialien eingesetzt werden, darunter Metalle, Keramik und Verbundwerkstoffe.

2. Zweck

– Verlängerung der Lebensdauer: Verlängerung der Lebensdauer von Teilen durch Aufbringen einer Schutzschicht auf die Oberfläche des Substrats.

– Reparatur und Sanierung: Kann zur Reparatur verschlissener Teile verwendet werden, um ihnen ihre ursprüngliche Funktion und Leistung wiederherzustellen.

3. Oberflächenmodifikation: Beide können verwendet werden, um die Leistung eines Materials durch Veränderung der chemischen Zusammensetzung und Struktur der Oberfläche zu verbessern.

Hauptunterschiede

1. Prozessprinzip

- Plasma-Lichtbogen-Auftragschweißen (PAW)

– Wärmequelle: Mithilfe eines Lichtbogens als Wärmequelle werden durch den Plasmalichtbogen hohe Temperaturen erzeugt, wodurch das Mantelmaterial schmilzt und sich auf dem Grundmaterial ablagert.

– Funktionsweise: Der Auftragwerkstoff liegt in der Regel in Form von Schweißdraht oder Schweißpulver vor, der durch Aufschmelzen eine feste metallurgische Verbindungsschicht auf der Oberfläche des Grundwerkstoffs bildet.

– Prozess: Der Plasmalichtbogen erhitzt die Oberfläche des Grundwerkstoffs lokal bis zum Schmelzpunkt und das Mantelmaterial reagiert metallurgisch mit dem Grundwerkstoff zu einer festen Schmelzschicht.

- Spritzen (Thermisches Spritzen)

– Wärmequelle: Verwendung einer Flamme, eines Lichtbogens oder eines Plasmas, um das gespritzte Material in einen geschmolzenen oder halbgeschmolzenen Zustand zu erhitzen.

– Funktionsweise: Das Sprühmaterial, meist in Form von Pulver oder Draht, wird durch einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom auf die Oberfläche des Substrats gesprüht, um eine mechanisch gebundene Schicht aus geschmolzenem Material zu bilden.

– Prozess: Das Material kühlt während des Sprühvorgangs schnell ab und verfestigt sich zu einer Beschichtung, die Verbindung mit dem Substrat erfolgt jedoch in erster Linie mechanisch und nicht metallurgisch.

2. Material- und Beschichtungseigenschaften

- Plasmalichtbogenschweißen (PAW)

– Materialauswahl: geeignet für Schweißdraht, Schweißpulver und andere Materialien, üblicherweise für Metallwerkstoffe und Legierungen verwendet.

– Beschichtungseigenschaften: Bildet eine metallurgische Bindung, eine dichte und starke Beschichtung mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Verschleißfestigkeit.

– Schichtdicke: Es können dicke Schichten im Bereich von wenigen Millimetern bis zu mehreren zehn Millimetern gebildet werden.

- Thermisches Spritzen** **Thermisches Spritzen

– Materialauswahl: Für Pulver oder Drähte umfassen die Materialtypen Metalle, Keramik, Kunststoffe usw.

– Beschichtungseigenschaften: Bildet eine mechanische Verbindung, die Beschichtung ist weniger dicht, kann aber behandelt werden, ohne die Beschaffenheit des Untergrunds zu verändern.

– Beschichtungsdicke: Die Beschichtung ist im Allgemeinen dünn, normalerweise zwischen einigen zehn Mikrometern und einigen Millimetern.

3. Prozessbedingungen

- Plasmalichtbogenschweißen (PAW)

– Temperaturkontrolle: Eine präzise Kontrolle der Lichtbogentemperatur ist erforderlich, meist bei hohen Arbeitstemperaturen von bis zu mehreren tausend Grad Celsius.

– Umweltanforderungen: Wird normalerweise in einer Schutzgasumgebung wie Argon durchgeführt, um Materialoxidation und -kontamination zu verhindern.

- Spritzen (Thermisches Spritzen)**

– Temperaturkontrolle: Das Sprühen bei niedrigeren Temperaturen kann in atmosphärischen Umgebungen mit Temperaturen im Bereich von Hunderten bis Tausenden von Grad Celsius durchgeführt werden.

– Umweltanforderungen: Geringere Umweltanforderungen, kann in offenen Umgebungen mit größerer Prozessflexibilität betrieben werden.

4. Ausstattung und Kosten

- Plasmalichtbogenschweißen (PAW)

– Komplexität der Ausrüstung: Die Ausrüstung ist komplexer, erfordert ein hochpräzises Steuerungssystem und professionelle Bediener, höhere Ausrüstungs- und Wartungskosten.

– Kosten: Höhere Anfangsinvestitionen und Betriebskosten, geeignet für Anwendungen mit hoher Wertschöpfung.

- Spritzen (Thermisches Spritzen)

– Anlagenkomplexität: relativ einfache Ausstattung, flexibler Betrieb, geringe Wartungskosten.

– Kosten: relativ niedrig, geeignet für großflächige Behandlung und Oberflächenbeschichtung verschiedener Substrate.

5. Anwendungsbereiche und Einschränkungen

- Plasmalichtbogenschweißen (PAW)

– Anwendungsbereiche: Geeignet für Teile, die eine hohe Festigkeit, hohe Härte und hohe Verschleißfestigkeit erfordern, wie Motorteile, Turbinenschaufeln usw. Einschränkungen: Wird aufgrund der Komplexität und Kosten für hochwertige und kritische Teile verwendet.

– Einschränkungen: Begrenzt durch die Komplexität und Kosten der Ausrüstung, die hauptsächlich zur Oberflächenverstärkung hochwertiger und kritischer Teile verwendet wird.

- Spritzen (Thermisches Spritzen)

– Anwendung: Geeignet für großflächige Oberflächenbehandlungen wie Rohrkorrosionsschutz, Oberflächenreparatur von Maschinenteilen usw. Einschränkungen: Da die Beschichtung mechanisch gebunden ist, wird sie hauptsächlich zur Oberflächenverstärkung hochwertiger und kritischer Teile verwendet .

– Einschränkungen: Da die Beschichtung mechanisch gebunden ist, sind die Beschichtungsfestigkeit und die Abriebfestigkeit gering und sie eignet sich für Anwendungen, die keine hohe Bindungsfestigkeit erfordern.

Abschluss

Plasmalichtbogen-Auftragsschweiß- und Spritztechnologien haben ihre eigenen Vorteile bei der Oberflächenbehandlung. Das Plasma-Lichtbogen-Overlay eignet sich für Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit erfordern, während sich das Spritzen durch Flexibilität und Kosteneffizienz auszeichnet. Die Wahl der Technologie hängt von den spezifischen Anwendungsanforderungen, dem Kostenbudget und den gewünschten Leistungsmerkmalen ab.