La torcia ad arco plasma trasferito (torcia PTA) è il fulcro di una macchina ad arco plasma trasferito (PTA), responsabile della generazione dell'arco di plasma e del trasporto preciso della polvere di lega nell'area di saldatura. La sua struttura e il suo principio di funzionamento differiscono da quelli di una normale torcia di saldatura, offrendo maggiore precisione e stabilità.

1. Componenti strutturali

ILtorcia per saldatura PTAè composto principalmente dalle seguenti parti:

Torcia per saldatura PTA

Catodo (elettrodo di tungsteno): il componente principale per la generazione dell'arco di plasma, solitamente realizzato in tungsteno, materiale resistente alle alte temperature e alla corrosione.

Anodo (ugello): guida l'arco di plasma e concentra la colonna d'arco, solitamente realizzato in rame per migliorare la dissipazione del calore.

Sistema di alimentazione della polvere: utilizzato per alimentare uniformemente l'arco al plasma con la polvere di lega, in modo che si fonda e si depositi sulla superficie del pezzo.

Canale del gas di protezione: l'argon o l'elio vengono solitamente utilizzati come gas plasma e gas di protezione per prevenire l'ossidazione nella zona di saldatura.

Sistema di raffreddamento: Il raffreddamento ad acqua viene utilizzato per garantire la stabilità della torcia di saldatura durante il funzionamento ad alta temperatura.

2. Principio di funzionamento

torcia per saldatura PTA

Fase di innesco dell'arco: un impulso ad alta frequenza e alta tensione genera un arco non trasferibile tra l'elettrodo di tungsteno e l'ugello (corrente bassa, innesco dell'arco stabile).

Formazione dell'arco al plasma: il gas plasma (come l'argon) passa attraverso l'ugello, viene ionizzato ad alta temperatura e trasformato in plasma ad alta energia, e attraverso l'ugello raggiunge la superficie del pezzo in lavorazione, formando l'arco di trasferimento (l'arco principale).

Alimentazione e fusione della polvere: la polvere di lega viene alimentata uniformemente nell'area dell'arco al plasma attraverso l'alimentatore di polvere, fusa istantaneamente e spruzzata sulla superficie del pezzo per formare un rivestimento denso.

Legame metallurgico: la polvere fusa viene legata metallurgicamente al materiale di base per formare uno strato di rivestimento ad alta resistenza e resistente all'usura.

3. Caratteristiche e vantaggi

Saldatura ad arco con trasferimento al plasma

Elevata densità di energia: colonne ad arco lunghe e sottili, alte temperature (fino a 20.000 °C), controllo preciso della profondità di fusione e dello spessore del rivestimento.

Zona termicamente alterata ridotta: riduce la deformazione del substrato e le sollecitazioni termiche, migliorando la stabilità dimensionale del pezzo.

Elevato tasso di utilizzo del materiale: il tasso di utilizzo del materiale in polvere è superiore al 90%, il che risulta economico.

Qualità del rivestimento eccellente: rivestimento denso, assenza di porosità, elevata resistenza di adesione metallurgica, eccellente resistenza all'abrasione e alla corrosione.

4. Materiali e applicazioni comunemente utilizzati

materiali in polvere di lega: polveri di leghe resistenti all'usura e alla corrosione a base di cobalto, nichel, ferro, carburo di tungsteno e altre.

Ambiti di applicazione tipici:

Settore petrolifero e del gas: Rivestimenti resistenti all'usura e alla corrosione per valvole, punte da trapano e corpi pompa.

Macchinari per l'ingegneria: alberi, rulli, ingranaggi, rinforzo e riparazione delle superfici degli stampi.

Industria metallurgica: rivestimento superficiale e riparazione di rulli, stampi, sedi valvole e altri componenti.

5. Precauzioni per l'uso

Protezione dell'elettrodo di tungsteno: previene l'ossidazione e il surriscaldamento, prolungando la durata dell'elettrodo.

Raffreddamento dell'ugello: mantenere un buon effetto di raffreddamento ad acqua per evitare danni da surriscaldamento dell'ugello.

Stabilità dell'alimentazione della polvere: garantire un'alimentazione uniforme della polvere per evitare spessori di rivestimento non uniformi o difetti di scoria.

Protezione di sicurezza: funzionamento ad alta temperatura e alta tensione, è necessario essere equipaggiati con maschere protettive, guanti e altri dispositivi di protezione individuale.

6. Confronto con altri metodi di saldatura

Nella saldatura ad arco plasma (PAW): la saldatura PTA è utilizzata principalmente per il rivestimento e il rinforzo delle superfici, mentre la PAW è utilizzata soprattutto per la saldatura a penetrazione.

Confronto con la saldatura laser: la saldatura PTA è più economica e applicabile a una gamma più ampia di materiali; tuttavia, la saldatura laser presenta una zona termicamente alterata più piccola e una maggiore precisione.

Con la spruzzatura al plasma: la saldatura PTA è un legame metallurgico, con elevata resistenza del rivestimento; la spruzzatura al plasma è un legame meccanico, adatto per rivestimenti a strato sottile.


Data di pubblicazione: 19 febbraio 2025