製造技術の継続的な発展に伴い、肉盛溶接技術は金属材料の性能を向上させる重要な方法となっています。正しい選択溶接被覆粉末材料の耐摩耗性、耐腐食性、耐疲労性を向上させるだけでなく、機器の耐用年数を延ばすこともできます。この文書では、溶接被覆粉末の種類、選択原理、および産業におけるそれらの応用について詳しく説明します。

1. 溶接被覆粉末の定義と分類

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図1レーザー溶接機&プラズマ溶接機

溶接被覆粉末は、表面改質および修復に使用される材料の一種で、熱源によって溶融して母材の表面に堆積し、特定の特性を持つ被覆層を形成します。化学組成と用途に応じて、溶接被覆粉末は主に次のカテゴリに分類されます。

・ニッケル基合金粉末:耐高温性、耐食性に優れ、ガスタービン翼や化学装置などの高温高圧環境でよく使用されます。

- コバルト基合金粉末:耐摩耗性、耐食性、耐高温酸化性に優れ、バルブ、金型、その他の高摩耗部品に広く使用されています。

- 鉄基合金粉末: 比較的安価で、一般的な耐摩耗性と耐食性の要件に適しており、鉱山機械、農業機械などで一般的に使用されます。

- セラミックベースの粉末: 主に酸化アルミニウム、炭化タングステンなどの材料の耐摩耗性を高めるために使用され、極端な摩耗条件下での用途に適しています。

2. 溶接被覆材粉末の選択原則

溶接被覆粉末-2

図2 基材

適切な溶接被覆粉末を選択することが、被覆層の品質を確保する鍵となります。溶接被覆粉末を選択する際に考慮すべき重要な要素は次のとおりです。

- 母材特性: 母材(鋼、鋳鉄、アルミニウム合金など)が異なると、クラッド粉末に対する適合性要件が異なるため、母材の物理的および化学的特性に応じて適切な粉末を選択する必要があります。

- 作業環境:被覆層の使用温度、摩耗の種類、腐食性媒体などの要因を考慮して、特定の作業環境のニーズを満たすことができる粉末の種類を選択してください。

- コーティングプロセス: 異なるコーティングプロセス(レーザーコーティング、プラズマ溶射、酸素アセチレンフレーム溶射など)は、粉末の粒子サイズ、形態、および移動度に応じて異なる要件を持っているため、適切な粉末を選択するには、特定のプロセスに基づいて行う必要があります。

・費用対効果:要求性能を満たすことを前提として、粉体の経済性を総合的に考慮し、費用対効果の高い材料を選択する必要があります。

3. 産業における溶接被覆粉末の用途

3.1 石油化学分野

石油化学分野では、装置が高温、高圧、腐食性媒体にさらされることが多く、ニッケル基合金粉末はその優れた耐食性により、石油化学装置の修理に適した材料となっています。クラッディングプロセスにより、機器の耐久性が大幅に向上し、耐用年数が延長され、ダウンタイムとメンテナンスコストが削減されます。

3.2 航空宇宙

航空宇宙産業では、軽量かつ高強度の材料と高温耐性に対する非常に高い要件が求められています。コバルト基合金粉末は、その優れた高温性能により、極限環境での信頼性の高い動作を確保するために、航空エンジン部品の修理や表面強化に一般的に使用されています。

3.3 機械製造

機械製造業界では、機械部品の修理や性能向上のためにクラッド粉末が広く使用されています。鉄基合金粉末は、低コストで耐摩耗性に優れているため、農業機械や鉱山機械などの摩耗部品の補修に広く使用されており、機械の使用効率と寿命が大幅に向上します。

3.4 自動車産業

自動車産業では、エンジン、トランスミッション、その他の主要コンポーネントに高い耐摩耗性と耐腐食性が求められます。セラミックベースの粉末を使用した表面クラッディングは、部品の性能を大幅に向上させ、耐用年数を延ばし、メンテナンスコストを削減します。

4. 今後の展望

科学技術の継続的な進歩に伴い、材料科学および製造における溶接クラッド粉末の応用の可能性はさらに広がるでしょう。将来的には、より多様かつ機能化されたクラッド粉末の開発がトレンドになるでしょう。革新的な材料と先進の溶融被覆技術の組み合わせにより、材料の性能がさらに向上し、さまざまな産業の持続可能な発展を強力にサポートします。

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投稿日時: 2024 年 7 月 4 日