La antorcha de arco de plasma transferido (antorcha PTA) es el componente principal de una máquina de arco de plasma transferido (PTA), encargada de generar el arco de plasma y suministrar el polvo de aleación con precisión a la zona de soldadura. Su estructura y principio de funcionamiento difieren de los de una antorcha de soldadura convencional, ofreciendo mayor precisión y estabilidad.
1. Componentes estructurales
Elantorcha de soldadura PTASe compone principalmente de las siguientes partes:
Cátodo (electrodo de tungsteno): componente principal para generar el arco de plasma, generalmente fabricado con material de tungsteno resistente a altas temperaturas y a la corrosión.
Ánodo (boquilla): guía el arco de plasma y concentra la columna del arco; generalmente está hecho de cobre para mejorar la disipación del calor.
Sistema de alimentación de polvo: Se utiliza para alimentar de forma uniforme el polvo de aleación al arco de plasma, de modo que se funda y se deposite sobre la superficie de la pieza de trabajo.
Canal de gas protector: Generalmente se utiliza argón o helio como gas de plasma y gas protector para evitar la oxidación en la zona de soldadura.
Sistema de refrigeración: Se utiliza refrigeración por agua para garantizar la estabilidad de la antorcha de soldadura durante el funcionamiento a altas temperaturas.
2. Principio de funcionamiento
Etapa de iniciación del arco: Un pulso de alta frecuencia y alto voltaje genera un arco sin transferencia entre el electrodo de tungsteno y la boquilla (corriente pequeña, iniciación de arco estable).
Formación del arco de plasma: el gas de plasma (como el argón) pasa a través de la boquilla, se ioniza mediante un arco de alta temperatura en un plasma de alta energía y, a través de la boquilla, llega a la superficie de la pieza de trabajo, formando así el arco de transferencia (el arco principal).
Alimentación y fusión del polvo: el polvo de aleación se alimenta uniformemente a la zona del arco de plasma a través del alimentador de polvo, se funde instantáneamente y se pulveriza sobre la superficie de la pieza de trabajo para formar un recubrimiento denso.
Unión metalúrgica: El polvo fundido se une metalúrgicamente al material base para formar una capa de revestimiento de alta resistencia y resistente al desgaste.
3. Características y ventajas
Alta densidad energética: columnas de arco largas y delgadas, altas temperaturas (hasta 20.000 °C), control preciso de la profundidad de fusión y del espesor del recubrimiento.
Zona afectada por el calor reducida: Disminuye la deformación del sustrato y la tensión térmica, y mejora la estabilidad dimensional de la pieza.
Alta tasa de utilización del material: la tasa de utilización del material en polvo supera el 90%, lo que resulta económico.
Excelente calidad de recubrimiento: recubrimiento denso, sin porosidad, alta resistencia de unión metalúrgica, excelente resistencia a la abrasión y a la corrosión.
4. Materiales y aplicaciones de uso común
materiales en polvo de aleación: polvo de aleación a base de cobalto, níquel, hierro, carburo de tungsteno y otros materiales resistentes al desgaste y a la corrosión.
Áreas de aplicación típicas:
Petróleo y gas: Recubrimientos resistentes al desgaste y a la corrosión para válvulas, brocas y cuerpos de bombas.
Maquinaria de ingeniería: ejes, rodillos, engranajes, refuerzo y reparación de superficies de moldes.
Industria metalúrgica: recubrimiento y reparación de superficies de rodillos, moldes, asientos de válvulas y otras piezas.
5. Precauciones de uso
Protección de electrodos de tungsteno: previene la oxidación y el sobrecalentamiento, prolongando la vida útil del electrodo.
Refrigeración de la boquilla: mantenga un buen efecto de refrigeración por agua para evitar daños por sobrecalentamiento de la boquilla.
Estabilidad en la alimentación del polvo: garantiza una alimentación uniforme del polvo para evitar un espesor de recubrimiento desigual o defectos de formación de escoria.
Protección de seguridad: funcionamiento a alta temperatura y alto voltaje, es necesario equiparse con máscaras protectoras, guantes y otros equipos de seguridad.
6. Comparación con otros métodos de soldadura
En la soldadura por arco de plasma (PAW): la soldadura PTA se utiliza principalmente para el revestimiento y el refuerzo de superficies, mientras que la PAW se utiliza sobre todo para la soldadura por penetración.
Comparación con el recubrimiento láser: la soldadura PTA es más económica y aplicable a una gama más amplia de materiales; sin embargo, el recubrimiento láser tiene una zona afectada por el calor más pequeña y una mayor precisión.
Con la proyección de plasma: la soldadura PTA es una unión metalúrgica, de alta resistencia de recubrimiento; la proyección de plasma es una unión mecánica, adecuada para recubrimientos de capa fina.
Fecha de publicación: 19 de febrero de 2025