Saldatura ad arco plasma (PAW)e la spruzzatura termica sono entrambe tecnologie utilizzate per la preparazione della superficie dei materiali che condividono somiglianze nella funzione e nell'applicazione, ma presentano differenze significative nel processo, nei materiali, nelle attrezzature e nei risultati.

Di seguito sono riportate le principali somiglianze e differenze tra le due tecnologie:

Principali somiglianze

1. Aree di applicazione

– Miglioramento della superficie: entrambi sono utilizzati per migliorare la resistenza all’usura, alla corrosione e al calore delle superfici dei materiali e sono comunemente utilizzati nel settore aerospaziale, automobilistico, energetico e dei macchinari pesanti.

– Gamma di materiali: entrambe le tecnologie possono essere utilizzate su una varietà di materiali, inclusi metalli, ceramica e compositi.

2. Scopo

– Estensione della durata utile: estensione della durata utile delle parti aggiungendo uno strato protettivo alla superficie del substrato.

– Riparazione e ristrutturazione: può essere utilizzato per riparare parti usurate per riportarle alla loro funzione e prestazione originali.

3. Modifica della superficie: entrambi possono essere utilizzati per migliorare le prestazioni di un materiale alterando la composizione chimica e la struttura della superficie.

Principali differenze

1. Principio del processo

- Saldatura sovrapposta ad arco plasma (PAW)

– Fonte di calore: utilizzando un arco elettrico come fonte di calore, l'arco plasma genera temperature elevate che provocano la fusione del materiale di rivestimento e il deposito sul materiale di base.

– Modalità operativa: il materiale di rivestimento è generalmente sotto forma di filo di saldatura o polvere di saldatura, che attraverso la fusione forma uno strato di legame metallurgico solido sulla superficie del materiale di base.

– Processo: l'arco plasma riscalda localmente la superficie del materiale di base fino al punto di fusione e il materiale di rivestimento reagisce metallurgicamente con il materiale di base per formare uno strato di fusione solido.

- Spruzzatura (spruzzatura termica)

– Fonte di calore: utilizzo di fiamma, arco elettrico o plasma per riscaldare il materiale spruzzato portandolo allo stato fuso o semifuso.

– Modalità di funzionamento: il materiale di spruzzatura, solitamente sotto forma di polvere o filo, viene spruzzato sulla superficie del substrato da un flusso d'aria ad alta velocità per formare uno strato di materiale fuso legato meccanicamente.

– Processo: il materiale si raffredda e solidifica rapidamente durante il processo di spruzzatura per formare un rivestimento, ma il legame con il substrato è principalmente meccanico piuttosto che metallurgico.

2. Proprietà del materiale e del rivestimento

- Saldatura ad arco plasma (PAW)

– Selezione del materiale: adatto per filo di saldatura, polvere di saldatura e altri materiali, solitamente utilizzati per materiali metallici e leghe.

– Caratteristiche del rivestimento: forma un legame metallurgico, un rivestimento denso e resistente, con eccellenti proprietà meccaniche e resistenza all'usura.

– Spessore del rivestimento: si possono formare rivestimenti spessi, che vanno da pochi millimetri a diverse decine di millimetri.

- Spruzzatura termica** **Spruzzatura termica

– Selezione del materiale: per polveri o fili, i tipi di materiale includono metalli, ceramica, plastica, ecc.

– Caratteristiche del rivestimento: Forma un legame meccanico, il rivestimento è meno denso, ma può essere trattato senza modificare la natura del supporto.

– Spessore del rivestimento: Il rivestimento è generalmente sottile, solitamente compreso tra poche decine di micron e qualche millimetro.

3. Condizioni di processo

- Saldatura ad arco plasma (PAW)

– Controllo della temperatura: è necessario un controllo preciso della temperatura dell'arco, solitamente a temperature di esercizio elevate fino a diverse migliaia di gradi Celsius.

– Requisiti ambientali: solitamente eseguiti in un ambiente con gas protettivo, come l'argon, per prevenire l'ossidazione e la contaminazione del materiale.

- Spruzzatura (spruzzatura termica)**

– Controllo della temperatura: la spruzzatura a temperature più basse può essere effettuata in ambienti atmosferici con temperature che vanno da centinaia a migliaia di gradi Celsius.

– Requisiti ambientali: requisiti ambientali inferiori, può essere utilizzato in ambienti aperti con maggiore flessibilità di processo.

4. Attrezzature e costi

- Saldatura ad arco plasma (PAW)

– Complessità delle attrezzature: le attrezzature sono più complesse, richiedono sistemi di controllo ad alta precisione e operatori professionali, attrezzature e costi di manutenzione più elevati.

– Costo: investimento iniziale e costi operativi più elevati, adatto per applicazioni ad alto valore aggiunto.

- Spruzzatura (spruzzatura termica)

– Complessità dell’attrezzatura: attrezzatura relativamente semplice, funzionamento flessibile, bassi costi di manutenzione.

– Costo: relativamente basso, adatto al trattamento di grandi superfici e al rivestimento superficiale di vari substrati.

5. Ambiti di applicazione e limitazioni

- Saldatura ad arco plasma (PAW)

– Aree di applicazione: adatto per parti che richiedono elevata resistenza, elevata durezza ed elevata resistenza all'usura, come parti di motori, pale di turbine, ecc. Limitazioni: utilizzato per parti critiche e di alto valore a causa della complessità e dei costi.

– Limitazioni: limitate dalla complessità e dal costo delle attrezzature, utilizzate principalmente per il rinforzo superficiale di parti critiche e di alto valore.

- Spruzzatura (spruzzatura termica)

– Applicazione: adatto per trattamenti di grandi superfici, come anticorrosione di tubi, riparazione superficiale di parti di macchine, ecc. Limitazioni: poiché il rivestimento è incollato meccanicamente, viene utilizzato principalmente per il rinforzo superficiale di parti critiche e di alto valore .

– Limitazioni: poiché il rivestimento è legato meccanicamente, la forza del rivestimento e la resistenza all'abrasione sono basse ed è adatto per applicazioni che non richiedono un'elevata forza di legame.

Conclusione

Le tecnologie di saldatura e spruzzatura con rivestimento ad arco plasma presentano i propri vantaggi nel trattamento superficiale. Il rivestimento ad arco plasma è adatto per applicazioni che richiedono elevata resistenza e durata, mentre la spruzzatura eccelle in termini di flessibilità ed efficienza economica. La scelta della tecnologia dipende dai requisiti applicativi specifici, dal budget di costo e dalle caratteristiche prestazionali desiderate.