Saldatura ad arco al plasma (PAW)e la spruzzatura termica sono entrambe tecnologie utilizzate per la preparazione delle superfici dei materiali che condividono somiglianze in termini di funzione e applicazione, ma presentano differenze significative in termini di processo, materiali, attrezzature e risultati.

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

Principali somiglianze

1. Aree di applicazione

– Miglioramento delle superfici: entrambi vengono utilizzati per migliorare la resistenza all’usura, alla corrosione e al calore delle superfici dei materiali e sono comunemente impiegati nei settori aerospaziale, automobilistico, energetico e dei macchinari pesanti.

– Gamma di materiali: entrambe le tecnologie possono essere utilizzate su un'ampia gamma di materiali, tra cui metalli, ceramiche e compositi.

2. Scopo

– Estensione della durata utile: estensione della durata utile dei componenti mediante l’aggiunta di uno strato protettivo sulla superficie del substrato.

– Riparazione e ricondizionamento: possono essere utilizzati per riparare parti usurate e ripristinarne la funzione e le prestazioni originali.

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

Principali differenze

1. Principio di processo

- Saldatura ad arco al plasma (PAW)

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

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

– Processo: l’arco al 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 fino a uno stato fuso o semifuso.

– Modalità di funzionamento: il materiale da spruzzare, 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 si 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 al plasma (PAW)

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

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

– Spessore del rivestimento: è possibile formare rivestimenti spessi, 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, ceramiche, materie plastiche, ecc.

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

– Spessore del rivestimento: il rivestimento è generalmente sottile, solitamente compreso tra poche decine di micron e pochi millimetri.

3. Condizioni di processo

- Saldatura ad arco al plasma (PAW)

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

– Requisiti ambientali: solitamente effettuato 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 al plasma (PAW)

– Complessità delle apparecchiature: le apparecchiature sono più complesse, richiedono un sistema di controllo ad alta precisione e operatori professionisti, costi di attrezzatura e manutenzione più elevati.

– Costo: maggiori costi iniziali di investimento e operativi, adatto ad applicazioni ad alto valore aggiunto.

- Spruzzatura (spruzzatura termica)

– Complessità delle apparecchiature: apparecchiature relativamente semplici, funzionamento flessibile, bassi costi di manutenzione.

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

5. Ambiti di applicazione e limitazioni

- Saldatura ad arco al plasma (PAW)

– Campi di applicazione: Adatto per parti che richiedono elevata resistenza, elevata durezza e elevata resistenza all'usura, come parti di motori, pale di turbine, ecc. Limitazioni: Utilizzato per parti di alto valore e critiche a causa della complessità e del costo.

– Limitazioni: Limitato dalla complessità e dal costo dell’attrezzatura, utilizzato 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 legato meccanicamente, viene utilizzato principalmente per il rinforzo superficiale di parti di valore elevato e critiche.

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

Conclusione

Le tecnologie di saldatura e spruzzatura ad arco plasma presentano vantaggi specifici nel trattamento superficiale. La saldatura ad arco plasma è adatta ad applicazioni che richiedono elevata resistenza e durata, mentre la spruzzatura eccelle in termini di flessibilità ed economicità. La scelta della tecnologia dipende dai requisiti specifici dell'applicazione, dal budget di spesa e dalle caratteristiche prestazionali desiderate.