Napawaniejest procesem inżynierii powierzchni metali, w którym warstwa odpornego na zużycie stopu jest osadzana na podłożu metalowym poprzez spawanie, platerowanie lub natryskiwanie cieplne.
Celem jest znaczące zwiększenie odporności na zużycie, odporności na korozję, wytrzymałości na uderzenia i odporności na wysokie temperatury kluczowych podzespołów.
W przeciwieństwie do tradycyjnej obróbki cieplnej, która zmienia materiał w masie, napawanie ulepsza jedynie powierzchnię. W rezultacie powstaje element, który zachowuje wytrzymały, ciągliwy rdzeń, a jednocześnie osiąga twardość powierzchniową HRC 45–70.
Technologia ta jest powszechnie stosowana w górnictwie, budownictwie, energetyce, petrochemii i przemyśle ciężkim.
Zasada napawania
Podstawowa zasada napawania jest prosta, ale skuteczna:
Poprzez zastosowanie energii cieplnej (za pomocą łuku elektrycznego, plazmy lub lasera) do stopienia metali wypełniających lub proszków stopowych na podłożu tworzy się metalurgicznie związana, wysokowydajna warstwa powierzchniowa.
Ta „twarda skóra” skutecznie opiera się kilku rodzajom zużycia:
•Zużycie ścierne: tarcie i przecinanie cząsteczkami piasku, rudy lub pyłu;
•Zużycie wskutek uderzeń: uderzenia o dużej energii zębów koparki lub młotów kruszarki;
•Zużycie korozyjne: narażenie na działanie kwasów, zasad lub innych środowisk chemicznych;
•Zużycie w wysokiej temperaturze: utlenianie i degradacja w turbinach lub piecach.
Osadzona warstwa zawiera zazwyczaj twarde węgliki (Cr₇C₃, WC, TiC) oraz pierwiastki wzmacniające, takie jak Cr, Ni, Mo i Co, tworząc gęstą, odporną na zużycie mikrostrukturę.
Typowe procesy napawania
1. Spawanie łukiem elektrycznym w osłonie gazów ochronnych (SMAW)
- Cechy: proste wyposażenie, elastyczność, przydatność do napraw w terenie;
- Materiały wypełniające: elektrody ze stopów wysokowęglowych i wysokochromowych.
2. Spawanie łukowe drutem rdzeniowym (FCAW)
- Cechy: półautomatyczne lub w pełni zautomatyzowane, wysoka wydajność osadzania, wydajność na dużych powierzchniach;
- Zalety: dobre wiązanie, niskie rozcieńczenie, stała jakość.
3. Spawanie łukiem gazowym (GMAW/MIG/MAG)
- Cechy: stabilny łuk, mała ilość odprysków, gładki wygląd spoiny;
- Zastosowania: elementy precyzyjne, formy, wzmocnienia konstrukcyjne.
4.Spawanie wolframowe w gazie obojętnym (TIG)
- Cechy: precyzyjna kontrola, minimalne wprowadzanie ciepła, małe odkształcenia;
- Zastosowania: gniazda zaworów, krawędzie form, sprzęt medyczny.
5.Spawanie łukiem plazmowym (PTA)
- Cechy: rozcieńczenie <5%, gęsta powłoka, nadaje się do osadzania wielowarstwowego;
- Zastosowania: urządzenia energetyczne, zawory o dużej wydajności, śruby pompowe.
- Cechy: skoncentrowana energia, minimalne odkształcenia, wysoki poziom automatyzacji;
- Zalety: doskonała jakość powierzchni i wytrzymałość wiązania.
Klasyfikacja materiałów do napawania
Materiały spawalnicze stosowane w procesie napawania można podzielić ze względu na podłoże i zastosowanie:
•Stopy na bazie żelaza: tanie, o wysokiej odporności na uderzenia, odpowiednie na części eksploatacyjne.
•Stopy na bazie niklu: odporne na korozję, odporne na wysokie temperatury, powszechnie stosowane w sektorze chemicznym i energetycznym.
•Stopy na bazie kobaltu (np. Stellit): zachowują twardość w wysokich temperaturach, stosowane do zaworów i łopatek turbin.
•Materiały wzmocnione węglikami (WC, Cr₃C₂, TiC): bardzo wysoka odporność na zużycie, stosowane w sprzęcie górniczym i mieszającym.
Zalety technologii napawania
- Wydłużona żywotność – trwałość powierzchni poprawiona 3–10×;
- Niższe koszty utrzymania – części można regenerować zamiast wymieniać;
- Mniej przestojów – dłuższe okresy między przeglądami i większa niezawodność;
- Poprawa wydajności sprzętu – zwiększona stabilność w trudnych warunkach;
- Ekologiczne i oszczędne pod względem zasobów – wspiera regenerację i redukcję odpadów
Typowe zastosowania napawania
- Górnictwo i metalurgia: młoty kruszące, sita, przenośniki ślimakowe;
- Budownictwo i roboty ziemne: lemiesze do spycharek, zęby do koparek, mieszadła;
- Energetyka i chemia: zawory wysokotemperaturowe, korpusy pomp, wirniki;
- Sprzęt rolniczy: lemiesze, lemiesze glebogryzarki, świdry zbożowe;
- Formy i produkcja: matryce, narzędzia formujące, krawędzie ścierne.
Dane branżowe: Zastosowanie napawania utwardzającego może wydłużyć średnią żywotność komponentów o ponad 400%, zapewniając znaczne korzyści ekonomiczne.
Technologia napawania, dzięki swojej ekonomiczności i niezawodności, stała się ważnym sposobem na wydłużenie żywotności, naprawę i poprawę wydajności w przemyśle wytwórczym. Dzięki naukowemu doborowi procesu napawania, materiałów i kontroli parametrów, przedsiębiorstwa mogą znacznie poprawić stabilność urządzeń, obniżyć koszty produkcji i uzyskać trwałą przewagę konkurencyjną.
Shanghai Duomu Industrial Co., Ltd. specjalizuje się w„rozwiązania z zakresu inżynierii powierzchni i napawania, dla przemysłu górniczego, energetycznego, maszynowego w celu zapewnienia kompleksowych usług naprawczych odpornych na zużycie.
Zapraszamy do kontaktu w celu uzyskania indywidualnych rozwiązań w zakresie napawania.
Czas publikacji: 31.10.2025