Spawanie łukiem plazmowym (PAW)i natryskiwanie cieplne to technologie stosowane do przygotowania powierzchni materiałów, które mają podobne funkcje i zastosowanie, ale znacząco różnią się pod względem procesu, materiałów, sprzętu i uzyskiwanych rezultatów.

Poniżej przedstawiono najważniejsze podobieństwa i różnice między tymi dwiema technologiami:

Główne podobieństwa

1. Obszary zastosowań

– Ulepszanie powierzchni: Oba te procesy służą zwiększeniu odporności powierzchni materiałów na zużycie, korozję i ciepło. Są powszechnie stosowane w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, energetycznym i ciężkim.

– Zakres materiałów: Obie technologie można stosować do różnych materiałów, w tym metali, ceramiki i materiałów kompozytowych.

2. Cel

– Wydłużenie okresu eksploatacji: Wydłużenie okresu eksploatacji części poprzez dodanie warstwy ochronnej do powierzchni podłoża.

– Naprawa i renowacja: może być stosowana w celu naprawy zużytych części w celu przywrócenia im pierwotnej funkcji i wydajności.

3. Modyfikacja powierzchni: Obie metody można stosować w celu poprawy właściwości materiału poprzez zmianę składu chemicznego i struktury powierzchni.

Główne różnice

1. Zasada procesu

- Spawanie łukiem plazmowym (PAW)

– Źródło ciepła: łuk elektryczny jest źródłem ciepła i generuje wysokie temperatury za pomocą łuku plazmowego, co powoduje stopienie się materiału powłoki i osadzanie się go na materiale bazowym.

– Sposób działania: Materiał powłoki ma zazwyczaj postać drutu spawalniczego lub proszku spawalniczego, który poprzez topienie tworzy na powierzchni materiału bazowego stałą warstwę wiążącą metalurgicznie.

– Proces: Łuk plazmowy lokalnie nagrzewa powierzchnię materiału bazowego do temperatury topnienia, a materiał powłoki reaguje metalurgicznie z materiałem bazowym, tworząc stałą warstwę stopioną.

- Natryskiwanie (natryskiwanie cieplne)

– Źródło ciepła: Wykorzystanie płomienia, łuku elektrycznego lub plazmy do podgrzania natryskiwanego materiału do stanu stopionego lub półstopionego.

– Sposób działania: Materiał natryskowy, zwykle w postaci proszku lub drutu, jest natryskiwany na powierzchnię podłoża za pomocą strumienia powietrza o dużej prędkości, tworząc mechanicznie połączoną warstwę stopionego materiału.

– Proces: Materiał szybko się chłodzi i krzepnie podczas procesu natryskiwania, tworząc powłokę, ale wiązanie z podłożem jest przede wszystkim mechaniczne, a nie metalurgiczne.

2. Właściwości materiału i powłoki

- Spawanie łukiem plazmowym (PAW)

– Wybór materiałów: nadają się do drutu spawalniczego, proszku spawalniczego i innych materiałów, zwykle stosowanych do materiałów metalowych i stopów.

– Charakterystyka powłoki: Tworzy wiązanie metalurgiczne, gęstą i mocną powłokę o doskonałych właściwościach mechanicznych i odporności na zużycie.

– Grubość powłoki: Można tworzyć grube powłoki o grubości od kilku milimetrów do kilkudziesięciu milimetrów.

- Natryskiwanie cieplne** **Natryskiwanie cieplne

– Wybór materiału: W przypadku proszków i drutów, rodzaje materiałów obejmują metale, ceramikę, tworzywa sztuczne itp.

– Właściwości powłoki: Tworzy wiązanie mechaniczne, powłoka jest mniej gęsta, ale można ją poddawać obróbce bez zmiany właściwości podłoża.

– Grubość powłoki: Powłoka jest zazwyczaj cienka, zazwyczaj od kilkudziesięciu mikronów do kilku milimetrów.

3. Warunki procesu

- Spawanie łukiem plazmowym (PAW)

– Kontrola temperatury: Wymagana jest precyzyjna kontrola temperatury łuku, zwykle przy wysokich temperaturach roboczych, sięgających kilku tysięcy stopni Celsjusza.

– Wymagania środowiskowe: zwykle przeprowadzane w środowisku gazu ochronnego, takiego jak argon, w celu zapobiegania utlenianiu i zanieczyszczeniu materiału.

- Natryskiwanie (natryskiwanie cieplne)**

– Kontrola temperatury: Natryskiwanie w niższych temperaturach można przeprowadzać w środowiskach atmosferycznych o temperaturze od setek do tysięcy stopni Celsjusza.

– Wymagania środowiskowe: Niższe wymagania środowiskowe, możliwość pracy w otwartych środowiskach z większą elastycznością procesu.

4. Sprzęt i koszty

- Spawanie łukiem plazmowym (PAW)

– Złożoność sprzętu: sprzęt jest bardziej złożony, wymaga precyzyjnego systemu sterowania i profesjonalnych operatorów, wyższych kosztów sprzętu i konserwacji.

– Koszt: wyższe początkowe koszty inwestycyjne i operacyjne, odpowiednie dla zastosowań o wysokiej wartości dodanej.

- Natryskiwanie (Natryskiwanie Termiczne)

– Złożoność sprzętu: stosunkowo prosty sprzęt, elastyczna obsługa, niskie koszty utrzymania.

– Koszt: stosunkowo niski, nadaje się do obróbki dużych powierzchni i pokrywania powierzchni różnych podłoży.

5. Obszary zastosowań i ograniczenia

- Spawanie łukiem plazmowym (PAW)

– Obszary zastosowań: Nadaje się do części wymagających wysokiej wytrzymałości, twardości i odporności na zużycie, takich jak części silników, łopatki turbin itp. Ograniczenia: Ze względu na złożoność i koszt stosowane do części o dużej wartości i krytycznych.

– Ograniczenia: Ograniczone ze względu na złożoność i koszt sprzętu, używane głównie do wzmacniania powierzchni części o dużej wartości i elementów krytycznych.

- Natryskiwanie (Natryskiwanie Termiczne)

– Zastosowanie: Nadaje się do obróbki dużych powierzchni, takich jak zabezpieczanie antykorozyjne rur, naprawa powierzchni części maszyn itp. Ograniczenia: Ze względu na fakt, że powłoka jest łączona mechanicznie, jest ona głównie stosowana do wzmacniania powierzchni części o dużej wartości i krytycznych.

– Ograniczenia: Ponieważ powłoka jest łączona mechanicznie, jej wytrzymałość i odporność na ścieranie są niskie, a powłoka nadaje się do zastosowań, które nie wymagają dużej wytrzymałości wiązania.

Wniosek

Technologie spawania łukiem plazmowym i natryskiwania mają swoje zalety w obróbce powierzchni. Nakładanie łukiem plazmowym nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej wytrzymałości i trwałości, podczas gdy natryskiwanie wyróżnia się pod względem elastyczności i opłacalności. Wybór technologii zależy od konkretnych wymagań aplikacji, budżetu kosztowego i pożądanych cech wydajnościowych.