Es wird häufig zur Oberflächenreparatur und Funktionsverbesserung mechanischer Geräte verwendet, insbesondere bei Bergbaumaschinen, metallurgischen Geräten, Baumaschinen, Landmaschinen und in der Energiebranche.

Metallurgische Bindung ist der Kern des Hartauftragschweißens

Prinzipanalyse:

Das Kernprinzip des Hartauftragschweißens besteht darin, das Hartauftragsmaterial (Schweißdraht, Schweißstab oder Metallpulver) durch eine Wärmequelle (wie Lichtbogen, Plasma, Laser usw.) zu schmelzen und eine metallurgische Verbindung oder teilweise mechanische Haftung mit der Oberfläche des Metallsubstrats herzustellen, um eine verstärkte Schicht mit bestimmten Funktionen zu bilden.

Diese verstärkte Schicht ist normalerweise härter und verschleißfester als das ursprüngliche Grundmaterial und hält hohen Belastungen, hohen Temperaturen oder korrosiven Umgebungen stand.

Der Prozessablauf des Hartauftragsschweißens:

- Oberflächenvorbereitung: Entfernen Sie Öl, Rost und Oxidschichten von der Oberfläche des Werkstücks.

- Vorwärmbehandlung: Einige Werkstücke aus Kohlenstoffstahl oder legiertem Stahl müssen vorgewärmt werden, um Schweißrisse zu vermeiden.

- Wählen Sie die Hartauftragsmethode: Gängige Methoden sindLichtbogenhandschweißen, Unterpulverschweißen, Plasmaschweißen (PTA), Laserschweißen, usw.

- Auftragschweißvorgang: Teilen Sie die Auftragschweißung je nach Verschleißbereich des Teils in Abschnitte auf und kontrollieren Sie die Schweißnahtbreite und die Schichtdicke der Auftragschweißung.

- Nachwärmebehandlung und Reinigung: Reduzieren Sie die Spannungskonzentration, schleifen und formen Sie, um die dimensionale und strukturelle Integrität sicherzustellen.

Welche Ausrüstung eignet sich für die Auftragsschweißreparatur?

Aufbaupanzerungen eignen sich nicht nur zur Oberflächenvorverfestigung neuer Geräte, sondern werden auch häufig bei der Reparatur verschlissener Teile alter Geräte eingesetzt. Zu den für die Aufbaupanzerungsreparatur geeigneten Geräten gehören hauptsächlich die folgenden Typen:

•Bergbau- und Baumaschinen

Baggerschaufelzähne, Schaufelkanten, Förderband-Abstreifer

Brecherhammerköpfe, Mahlwalzen, Siebplatten

•Metallurgie- und Baustoffausrüstung

Walzwerke, Kugelmühlen, Walzrollen, Schweißformen

Drehrohrofen-Stützräder, Lagergehäuse, Schneidköpfe

•Kraft- und Kesselausrüstung

Brennerdüsen, Überhitzerrohre, Lüfterschaufeln

Verschleißfeste Teile in Kraftwerksentschwefelungsanlagen

•Landwirtschaftliche und lebensmittelverarbeitende Maschinen

Pflugscharen, Kreiselpflugscharen, Brechwerkzeuge, Pressschnecken

Durch die Reparatur von Hartauftragsarbeiten kann die Lebensdauer dieser Geräte um das Zwei- bis Zehnfache verlängert werden. Dadurch werden Produktionsausfälle und hohe Kosten durch häufigen Austausch effektiv vermieden.

Der Unterschied zwischen Hartauftragschweißen und thermischem Spritzen

ObwohlHartauftragsschweißenUndThermisches SpritzenObwohl es sich bei beiden um Technologien zur Modifizierung von Metalloberflächen handelt, bestehen zwischen ihnen grundlegende Unterschiede hinsichtlich der Prozessprinzipien, Beschichtungseigenschaften und anwendbaren Szenarien.

HartauftragsschweißenDabei werden metallische Werkstoffe mithilfe einer Wärmequelle geschmolzen und bilden eine starke metallurgische Verbindung mit dem Substrat. Die Schweißschicht ist in der Regel mehrere Millimeter oder sogar mehrere zehn Millimeter dick. Die verstärkte Schicht ist nicht nur verschleißfest, sondern hält auch starken Stoßbelastungen stand und eignet sich daher besser für Hochleistungsgeräte, die unter rauen Bedingungen mit starkem Teileverschleiß betrieben werden.

Thermisches SpritzenDabei werden metallische oder keramische Werkstoffe bis zum Schmelzpunkt erhitzt und anschließend durch einen Hochgeschwindigkeitsgasstrom auf die Werkstückoberfläche geschossen, um eine dünne, mechanisch gebundene Beschichtung zu bilden. Die aufgesprühte Schicht geht keine metallurgische Verbindung mit dem Substrat ein, und ihre Verschleißfestigkeit und Haftfestigkeit sind in der Regel geringer als bei Hartauftragungen. Allerdings ist die Wärmeeinwirkung und Verformung geringer, sodass sie sich besser für den Korrosionsschutz von Präzisionsteilen und dünnwandigen Teilen eignet.

Einfach ausgedrückt eignet sich das Hartauftragschweißen für die Reparatur schwerer Teile mit hohem Verschleiß und hoher Stoßbelastung, während das thermische Spritzen eher für Anwendungen geeignet ist, die Präzision und Korrosionsbeständigkeit erfordern, aber relativ geringe Belastungen aufweisen.

Vergleich verschiedener Oberflächenmaterialien

Zu den üblichen Oberflächenmaterialien gehören:

•Eisenbasierte Legierungen

•Nickelbasislegierungen

•Kobaltbasierte Legierungen

•Wolframkarbid

Eisenbasierte Legierungensind die am häufigsten verwendeten Auftragsschweißmaterialien, bieten hervorragende Vielseitigkeit und niedrige Kosten und eignen sich für die meisten verschleißfesten Anwendungen, wie z. B. Schaufelzähne, Schleifscheiben, Förderbänder und andere Komponenten.

Kobaltbasierte Legierungen(wie die Stellite-Serie) weisen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hochtemperaturerosion und intermetallischen Verschleiß auf und werden häufig zum Hartauftragen kritischer Oberflächen von Ventilen, Formen und Schneidwerkzeugen verwendet. Sie sind jedoch relativ teuer und eignen sich nur für Präzisionskomponenten und Komponenten mit hoher Wertschöpfung.

Nickelbasislegierungen verfügen über eine ausgezeichnete Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit und werden häufig in chemischen Anlagen, Kesselrohren, der Erdölindustrie und anderen korrosionsbeständigen Umgebungen verwendet.

Wolframkarbidverstärkte Legierungen, wie Wolframkarbid oder Chromkarbid, eignen sich für extreme Verschleißbedingungen, wie z. B. Hochgeschwindigkeits-Schlaggeräte, vertikale Zementmühlen und Brechkomponenten im Bergbau. Sie weisen eine extrem hohe Härte, aber auch eine hohe Sprödigkeit auf.

Bei der Auswahl der Materialien sollten Faktoren wie Betriebstemperatur, Belastungsart, korrosives Medium, Schweißverfahren und Wartungsbudget umfassend berücksichtigt werden, um eine blinde Auswahl teurer Materialien zu vermeiden, die zu Überdimensionierung oder unnötiger Kostenverschwendung führen kann.

Wie wählt man das geeignete Hartauftragsverfahren aus?