Плазменно-дуговая сварка (PAW)и термическое напыление — это технологии, используемые для подготовки поверхности материалов, которые имеют сходство по функциям и применению, но имеют существенные различия в процессе, материалах, оборудовании и результатах.
Ниже приведены основные сходства и различия между двумя технологиями:
Основные сходства
– Улучшение поверхности: оба метода используются для повышения износостойкости, коррозионной стойкости и термостойкости поверхностей материалов и широко применяются в аэрокосмической промышленности, автомобилестроении, энергетике и тяжелом машиностроении.
– Диапазон материалов: обе технологии могут использоваться для самых разных материалов, включая металлы, керамику и композиты.
2. Цель
– Продление срока службы: продление срока службы деталей за счет добавления защитного слоя на поверхность подложки.
– Ремонт и восстановление: может использоваться для ремонта изношенных деталей с целью восстановления их первоначальной функции и производительности.
3. Модификация поверхности: оба метода могут использоваться для улучшения характеристик материала путем изменения химического состава и структуры поверхности.
Основные отличия
1. Принцип процесса
- Плазменная дуговая наплавка (PAW)
– Источник тепла: при использовании электрической дуги в качестве источника тепла плазменная дуга создает высокие температуры, в результате чего материал оболочки плавится и осаждается на основном материале.
– Режим работы: В качестве плакирующего материала обычно используют сварочную проволоку или сварочный порошок, который путем плавления образует на поверхности основного материала прочный металлургический связующий слой.
– Процесс: плазменная дуга локально нагревает поверхность основного материала до температуры плавления, а материал оболочки вступает в металлургическую реакцию с основным материалом, образуя сплошной сплавленный слой.
- Напыление (термическое напыление)
– Источник тепла: использование пламени, электрической дуги или плазмы для нагрева напыляемого материала до расплавленного или полурасплавленного состояния.
– Принцип работы: Распыляемый материал, обычно в виде порошка или проволоки, распыляется на поверхность подложки высокоскоростным потоком воздуха, образуя механически связанный слой расплавленного материала.
– Процесс: Материал охлаждается и быстро затвердевает в процессе напыления, образуя покрытие, но связь с подложкой в первую очередь 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 используется для металлических материалов и сплавов.
– Характеристики покрытия: Образуют металлургическую связь, плотное и прочное покрытие, с отличными механическими свойствами и износостойкостью.
– Толщина покрытия: можно формировать толстые покрытия толщиной от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров.
- Термическое напыление** **Термическое напыление
– Выбор материала: для порошков или проволоки типы материалов включают металлы, керамику, пластик и т. д.
– Характеристики покрытия: Образует механическую связь, покрытие менее плотное, но его можно обрабатывать, не изменяя природу подложки.
– Толщина покрытия: Покрытие, как правило, тонкое, обычно от нескольких десятков микрометров 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.
– Требования к окружающей среде: обычно проводится в среде защитного газа, например аргона, для предотвращения окисления и загрязнения материала.
- Напыление (термическое напыление)**
– Контроль температуры: Распыление при более низких температурах может осуществляться в атмосферных условиях с температурой от сотен до тысяч градусов Цельсия.
– Требования к окружающей среде: более низкие требования к окружающей среде, возможность эксплуатации в открытых средах с большей гибкостью процесса.
4. Оборудование и расходы
- Плазменная дуговая сварка (PAW)
– Сложность оборудования: оборудование сложнее, требует высокоточной системы управления и профессиональных операторов, выше затраты на оборудование и обслуживание.
– Стоимость: более высокие первоначальные инвестиции и эксплуатационные расходы, подходит 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 поверхностей различных оснований.
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 двигателей, лопатки турбин и т. д. Ограничения: используется для дорогостоящих и ответственных деталей из-за сложности и стоимости.
– Ограничения: ограничены сложностью и стоимостью оборудования, в основном используется для поверхностного упрочнения дорогостоящих и ответственных деталей.
- Напыление (термическое напыление)
– Применение: Подходит для обработки больших поверхностей, например, для защиты труб от коррозии, ремонта поверхностей деталей машин и т. д. Ограничения: Поскольку покрытие имеет механическую связь, его в основном используют для упрочнения поверхности дорогостоящих и ответственных деталей.
– Ограничения: Поскольку покрытие имеет механическое соединение, его прочность и стойкость к истиранию низкие, поэтому оно подходит для применений, не требующих высокой прочности сцепления.
Заключение
Технологии плазменно-дуговой наплавки и напыления обладают своими преимуществами в обработке поверхности. Плазменно-дуговая наплавка подходит для применений, требующих высокой прочности и долговечности, а напыление отличается гибкостью и экономичностью. Выбор технологии зависит от конкретных требований к применению, бюджета и желаемых эксплуатационных характеристик.
Время публикации: 28 июня 2024 г.