Плазменная дуговая сварка (PAW)и термическое напыление — обе технологии, используемые для подготовки поверхности материала, которые имеют сходство в функциях и применении, но имеют существенные различия в процессе, материалах, оборудовании и результатах.
Ниже приведены ключевые сходства и различия между двумя технологиями:
Основные сходства
– Улучшение поверхности: оба используются для улучшения износостойкости, коррозии и термостойкости поверхностей материалов и обычно используются в аэрокосмической, автомобильной промышленности, энергетике и тяжелом машиностроении.
– Диапазон материалов: обе технологии можно использовать с различными материалами, включая металлы, керамику и композиты.
2. Цель
– Продление срока службы: Продление срока службы деталей за счет нанесения защитного слоя на поверхность подложки.
– Ремонт и восстановление: может использоваться для ремонта изношенных деталей, чтобы вернуть им первоначальную функцию и производительность.
3. Модификация поверхности: оба могут использоваться для улучшения характеристик материала путем изменения химического состава и структуры поверхности.
Основные отличия
1. Принцип процесса
- Плазменно-дуговая наплавка (PAW)
– Источник тепла: при использовании электрической дуги в качестве источника тепла плазменная дуга генерирует высокие температуры, вызывая плавление плакирующего материала и отложение его на основном материале.
– Режим работы: Плакирующий материал обычно представляет собой сварочную проволоку или сварочный порошок, который посредством плавления образует прочный металлургический связующий слой на поверхности основного материала.
– Процесс: плазменная дуга локально нагревает поверхность основного материала до точки плавления, а плакирующий материал вступает в металлургическую реакцию с основным материалом, образуя твердый расплавленный слой.
- Напыление (термическое напыление)
– Источник тепла: использование пламени, электрической дуги или плазмы для нагрева распыляемого материала до расплавленного или полурасплавленного состояния.
– Режим работы: Распыляемый материал, обычно в виде порошка или проволоки, распыляется на поверхность подложки высокоскоростным потоком воздуха с образованием механически связанного слоя расплавленного материала.
– Процесс: материал быстро охлаждается и затвердевает в процессе напыления с образованием покрытия, но связь с подложкой в основном механическая, а не металлургическая.
2. Свойства материала и покрытия
- Плазменная дуговая сварка (PAW)
– Выбор материала: подходит для сварочной проволоки, сварочного порошка и других материалов, обычно используемых для металлических материалов и сплавов.
– Характеристики покрытия: Образует металлургическое соединение, плотное и прочное покрытие, с отличными механическими свойствами и износостойкостью.
– Толщина покрытия. Могут образовываться толстые покрытия размером от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров.
- Термическое напыление** **Термическое напыление
– Выбор материала: для порошков или проволоки типы материалов включают металлы, керамику, пластмассы и т. д.
– Характеристики покрытия: Образует механическую связь, покрытие менее плотное, но его можно обрабатывать без изменения характера основы.
– Толщина покрытия: покрытие обычно тонкое, обычно от нескольких десятков микрон до нескольких миллиметров.
3. Условия процесса
- Плазменная дуговая сварка (PAW)
– Контроль температуры: требуется точный контроль температуры дуги, обычно при высоких рабочих температурах до нескольких тысяч градусов Цельсия.
– Экологические требования: обычно проводятся в среде защитного газа, например аргона, для предотвращения окисления и загрязнения материала.
- Напыление (термическое напыление)**
– Контроль температуры: распыление при более низких температурах можно проводить в атмосферных средах с температурой от сотен до тысяч градусов Цельсия.
– Экологические требования: более низкие экологические требования, возможность эксплуатации в открытых средах с большей гибкостью процесса.
4. Оборудование и стоимость
- Плазменная дуговая сварка (PAW)
– Сложность оборудования: оборудование более сложное, требует высокоточной системы управления и профессиональных операторов, более высокие затраты на оборудование и обслуживание.
– Стоимость: более высокие первоначальные инвестиции и эксплуатационные затраты, подходят для приложений с высокой добавленной стоимостью.
- Напыление (термическое напыление)
– Сложность оборудования: относительно простое оборудование, гибкая эксплуатация, низкие затраты на обслуживание.
– Стоимость: относительно низкая, подходит для обработки больших площадей и покрытия различных поверхностей.
5. Области применения и ограничения
- Плазменная дуговая сварка (PAW)
– Области применения: Подходит для деталей, требующих высокой прочности, высокой твердости и высокой износостойкости, таких как детали двигателя, лопатки турбин и т. д. Ограничения: Используется для дорогостоящих и критически важных деталей из-за сложности и стоимости.
– Ограничения: ограничены сложностью и стоимостью оборудования, в основном используемого для поверхностного упрочнения дорогостоящих и ответственных деталей.
- Напыление (термическое напыление)
– Применение: Подходит для обработки больших поверхностей, например, для защиты труб от коррозии, ремонта поверхности деталей машин и т. д. Ограничения: В связи с тем, что покрытие является механическим связующим, оно в основном используется для упрочнения поверхности дорогостоящих и ответственных деталей. .
– Ограничения: поскольку покрытие механически скреплено, его прочность и стойкость к истиранию низкие, поэтому оно подходит для применений, не требующих высокой прочности склеивания.
Заключение
Технологии плазменно-дуговой наплавки и напыления имеют свои преимущества при обработке поверхности. Наплавка плазменной дугой подходит для применений, требующих высокой прочности и долговечности, а напыление отличается гибкостью и экономичностью. Выбор технологии зависит от конкретных требований применения, бюджета затрат и желаемых эксплуатационных характеристик.
Время публикации: 28 июня 2024 г.