Od drugih metod se razlikuje po tem, da se segrevanje in taljenje premaznega materiala in površinske plasti podlage izvaja s plazemskim curkom.
Slika - Shema plazemskega navarjanja z vbrizgavanjem prahu v oblok:
1 - volframova elektroda; 2 - posredni vir napajanja obloka; 3 - notranja šoba; 4 - indirektni plazemski curek; 5 - zunanja šoba; 6 - direktni plazemski curek; 7 - vir neposrednega delovanja
Žica za navarjanje, prah ali kombinirano tako prašek kot žica se dovajajo v območje navarjanja (na primer za obnovo obrabljenih avtomobilskih delov v obratu za popravilo motorjev Vitebsk 75 ... 80% žice Sv-08G2S in 20...25 % samofluksirajočega prahu PG-SRU).
Argon se uporablja kot plin, ki tvori plazmo. Njegova zamenjava (do 90%) bistveno zmanjša stroške obnove delov.
Plazmatroni so lahko neposrednega, posrednega, kombiniranega delovanja, eno- in večločni, neposredne in obratne polarnosti.
Samofluksni difuzijsko legirani prahovi na osnovi železa, ki jih je razvila znanstvena šola prof. Panteleenko F.I. (BNTU). Omogočajo pridobivanje nanesenih premazov z zahtevano trdoto, odpornostjo proti obrabi in koroziji (območje trdote od 20 do 65 HRC in več).
Ta šola ima pomembne izkušnje z obnovo obrabljenih delov (gredi, palice, vretena, zaščitni tulci itd.) za toplotno elektrarno, petrokemično industrijo ter industrijo celuloze in papirja v državah CIS.
Plazemsko navarjanje je ena najbolj produktivnih, vsestranskih in ekonomičnih metod za nanašanje premazov debeline od desetink do nekaj milimetrov.
Prednosti plazemskega navarjanja v primerjavi z drugimi metodami:
- -minimalni dodatek za obdelavo (0,4…0,9 mm)
- - najmanjša globina preboja podlage (0,3…3,5 mm) in toplotno prizadeto območje (3…6 mm)
- -minimalni vnos toplote v podlago
Plazemsko navarjanje je primerno za obnovo velikih delov velike dolžine in premera več kot 20 mm iz ogljikovih in legiranih jekel (npr. ročične gredi, gredi črpalk papirnih strojev itd.)
Navarjanje se izvaja z visokohitrostno napravo za navarjanje plazme (napajalni vir UPS-301, plazmatron SIB-4, tok 90...170A, napetost 30...35V, prečni dovod plazmatrona 1,5...2 mm/vrt., razdalja navarjanja 8...10 mm).
Najbolj sprejemljiv je difuzijsko legiran samofluksni prah na osnovi PR-Steel 45 z granulometrično sestavo 40 ... 160 mikronov. Poraba prahu 35 g/min, debelina nanesenega sloja na prehod 0,5...1,5 mm, zahtevana trdota (razpon 20...60 HRC).
Elektromagnetno navarjanje ali MEU, je v tem, da se feromagnetni prah dovaja v režo med polom in delom, ki se pod vplivom magnetnega polja v režo naniza v obliki verig. Električno polje, ki deluje na pol in del, povzroči, da se delci segrejejo, stopijo in oprimejo površine, ki jo obnavljamo.
Uporabljajo se različni prahovi iz ferozlitin, jekel, litin in difuzijsko legirani prahovi na osnovi železa.
Premazi so hrapavi in specifični (do 0,6 mm debeline), vendar zelo učinkoviti za utrjevanje ravnih in cilindričnih površin nožev kmetijskih strojev ter obnovo delov z nizko obrabo. Delo, ki so ga v tej smeri začeli znanstveniki z BSATU, se je v zadnjih letih razvilo na GGTU. P.O. Suhoj in BNTU.
Lasersko navarjanje pri katerem se kot vir toplote uporablja koncentrirani laserski žarek. Laser omogoča taljenje premazov, taljenje predhodno napršenih premazov ali premazov, nanesenih v obliki slip-a. Izjemna lokalnost žarka in visoka gostota energije določata njegova primarna področja uporabe in največjo učinkovitost pri obnavljanju majhnih površin (5...50 mm2) z lokalno obrabo 0,1...1,0 mm.
Najpogosteje se odmične gredi, posnemanje ventilov, osi finih oljnih filtrov itd. obnovijo z laserskim oplaščenjem.
Znanstveniki s Fizikalnotehniškega inštituta Nacionalne akademije znanosti Belorusije in BNTU so dosegli pomemben uspeh pri laserskem navarjanju in utrjevanju.
Navarjanje z elektronskim žarkom (EBF) sestoji iz taljenja polnilnega materiala z elektronskim žarkom. V mnogih pogledih je ta metoda podobna metodi laserskega oplaščanja (v lokalnosti, učinkovitosti)
V zadnjih letih so ruski znanstveniki (Tomsk) in šola prof. Gruzdeva V.A. (PSU, Novopolotsk) je bil ustvarjen visoko učinkovit kompleks elektronskih žarkov na osnovi plazemskega vira elektronov. Je enostaven za vzdrževanje in ne zahteva globokega vakuuma. ELN je 10 do 15-krat bolj produktiven kot indukcijsko navarjanje in se uporablja za navarjanje vseh materialov.
Indukcijsko navarjanje temelji na uporabi visokofrekvenčnih tokov za segrevanje kovine dela in nanesenega materiala. Del z uporabljenim nabojem se vnese v induktor HDTV instalacije. HDTV, ki poteka skozi induktorsko vezje, vzbuja Foucaultove tokove v površinski plasti dela, ki segrejejo površino dela. Segreta površina se segreje in stopi bolj talilni naboj ter tvori prevleko.
Naboj (prah za navarjanje in talilo) morda ne vključuje talila, če je prah samofluks.
Opozoriti je treba, da uporaba poceni samofluksnih praškov, vključno s samozaščitnimi polnjenimi žicami, razvitimi na BNTU, omogoča odpravo uporabe dragih zaščitnih plinov pri številnih metodah navarjanja in s tem znatno znižanje stroškov tehnologije za nanašanje zaščitnih premazov.
Znanstveniki iz Skupnega inštituta za strojništvo Nacionalne akademije znanosti Belorusije (JIM NAS Belorusije) so dosegli pomemben uspeh pri razvoju tehnologije indukcijskega navarjanja za industrijo Belorusije.
Električno kontaktno varjenje sestoji iz pritrdilne žice, prahu, traku z močnimi tokovnimi impulzi (7...30 kA) ob pritisku (1000...1600 N). V tem primeru se material podlage in nanesenega premaza (prah, trak) stopi na njuni meji na mestu največjega električnega upora (slika 2.5).
Prednosti elektrokontaktnega varjenja v primerjavi z metodami obločnega navarjanja so:
- - večja (2 do 3-krat) produktivnost
- - manjša (3…4-krat) poraba materiala zaradi zmanjšanih izgub zaradi brizganja in minimalnega dodatka za strojno obdelavo
- -minimalni vnos toplote v podlago in odsotnost deformacij
- - brez odpadkov legirnih elementov
- - enostavnost in ekonomičnost
Slika 2.5 - Shema električnega kontaktnega varjenja traku:
1 in 3 - valji; 2 - del, ki ga je treba obnoviti; 4 - transformator; 5_ kontaktor
Metoda je učinkovita za obnovo ležajev gredi, drugih obremenjenih cilindričnih površin, lukenj v oblogah in blokih cilindrov in se razvija na Inštitutu za strojništvo Nacionalne akademije znanosti Belorusije.
Plazma navarjanje je sodobna metoda nanašanja premaza, odpornega proti obrabi, na delovno površino. Uporablja se pri izdelavi in obnovi obrabljenih delov strojev. Ta metoda je zavzela pomembno mesto v sodobni varilni tehnologiji.
Kje se ta tehnologija uporablja?
Uporablja se za zagotavljanje delovne površine z naslednjimi lastnostmi:
- proti trenju;
- toplotna odpornost;
- kislinska odpornost;
- odpornost proti koroziji;
- odpornost proti obrabi.
S plazemskim navarjanjem se pridobivajo različni izdelki:
- zobje za bagersko žlico;
- ležajni vložki za velik turbogenerator;;
- bati;
- ležaji itd.
V kovinskih konstrukcijah, izdelanih s taljenjem, dobimo zvarni spoj različnih kovin. Lastnosti takšnih izdelkov so neposredno odvisne od globine prodiranja podlage in od gibanja elementov iz osnovne kovine v površinsko sestavo. S tako povezavo nastanejo nove faze in sestavne strukture, ki jih v osnovnem in aditivnem materialu ni bilo.
Izdelava izdelkov visoke trdnosti je drag proces. Zato jih je finančno donosno izdelati iz dovolj trpežne kovine in nato nanesti zaščitni premaz.
Bistvo aplikacije
Sploh ni zapleteno. Za premazovanje se uporablja žični material ali fin prah v granulah. Ko pride v tok plazme, se segreje in nato stopi. V tem stanju se del dovaja zaščitni material. Hkrati s tem procesom se sam del stalno segreva.
Prednosti te tehnologije:
- Tok plazme omogoča nanašanje materialov, ki se razlikujejo po svojih parametrih. To je mogoče storiti v več plasteh. Tako je kovina prekrita z različnimi premazi z individualnimi zaščitnimi lastnostmi.
- Široke meje za regulacijo energijskih zmožnosti plazemskega obloka, ker je najbolj prilagodljiv vir toplote.
- Plazemski tok ima zelo visoko temperaturo, zato tali ognjevzdržne materiale.
- Oblike in dimenzije dela za spajanje ne zmanjšujejo tehničnih lastnosti te metode. Tudi indikator rezultata se ne zmanjša.
Če to tehnologijo primerjamo z elektroobločnim varjenjem, ima plazemsko navarjanje pomembno prednost:
- Kovina je mešana na minimum.
- Minimalni stroški toplote.
- Absolutna kontrola obloka.
- Nastali premaz je gladek z malo mehanske obdelave.
- Čistoča odloženih plasti.
- Popolna prekrivnost brez por.
- Visoka trdnost spoja.
Tehnologija metode in njene značilnosti
Prekrivanje kovin z opisano tehnologijo se izvaja z dvema metodama:
- V tok se vnese žica, trak ali palica (so polnilni material).
- Mešanica prahu se dovaja v tok. Na kovinsko površino ga izpodriva plin.
Plazemski curek je glede na postavitev razdeljen na naslednje vrste:
- zaprto;
- odprto;
- kombinirana možnost.
Za ustvarjanje ognja se uporabljajo naslednji plini:
- kisik;
- vodik;
- argon;
- helij.
Profesionalci imajo raje argon in helij.
Instalacije za to vrsto obloge
Za ta proces se uporabljajo različne naprave, njihova vrsta je odvisna od obsega proizvodnje in zahtev glede stopnje avtomatizacije. Glede na te potrebe se izdelujejo univerzalne in specializirane instalacije. Univerzalna oprema omogoča navarjanje na dele različnih oblik. Specializirane instalacije so zasnovane za dele ene vrste (na primer: ventili za motorje z notranjim zgorevanjem, za diske, priključne elemente za vrtalne cevi itd.).
Vse te instalacije so opremljene z najnovejšimi krmilnimi sistemi z uporabo industrijskih računalnikov. To bistveno izboljša kakovost, stabilnost in zanesljivost delovanja.
Vsaka instalacija izpolnjuje sodobne okoljske varnostne zahteve. Opremljeni so z avtonomnimi vodnimi hladilnimi enotami in zaščitnimi komorami. Ta komora odlično ščiti mojstra pred škodljivimi učinki sevanja plazemskega obloka ter pred plini in prahom, ki se sproščajo med navarjanjem.
Plazma navarjanje se je uveljavilo kot uspešna nova tehnologija, za katero je značilen visok indikator kakovosti. Zmanjšuje stroške popravil velikih enot. Po obdelavi postanejo delovne površine izdelkov odporne proti obrabi, toploti in kislini. Ta metoda je zaradi široke palete tehničnih lastnosti našla široko uporabo na različnih področjih.
V podjetju LLC Hidrotehtrade» Plazemsko navarjanje in brizganje se izvaja za obnovo in popravilo obrabljenih delov strojev, utrjevanje površin delov, ki delujejo pod velikimi obremenitvami. Ta metoda vam omogoča, da dobite tanek, enakomeren sloj premaza s površino brez por, ki ne zahteva dodatne obdelave.
Plazemsko navarjanje kovin omogoča, da delovnim površinam izdelkov dodamo odpornost proti obrabi, toplotno odpornost, kislinsko odpornost, toplotno prevodnost in številne druge dodatne lastnosti. Strokovnjaki našega tehničnega centra s pomočjo navarjanja izdelujejo različne izdelke in dele: gredi, zobe žlice bagra, bate, palice, ležaje itd.
Vrste plazemskega navarjanja
Glede na postavitev ločimo naslednje vrste plazemskih površin:
- odprti plazemski curek (za rezanje in nanašanje kovin);
- zaprt plazemski curek (za kaljenje, metalizacijo in prašno brizganje);
- kombinirani curek (za prašno navarjanje).
specialisti" Hidrotehtrade» izvajati plazemsko navarjanje na različne načine z uporabo sodobne tehnologije in opreme. Ena najpogostejših metod je plazemsko prašno navarjanje, ki omogoča nanos prašnih premazov debeline od 0,5 do 4,0 milimetrov. Pri uporabi te metode gori glavni oblok med izdelkom in elektrodo ter indirektni oblok med elektrodo in šobo za tvorbo plazme.
Po potrebi se lahko izvede navarjanje s plazemskim lokom. Njegove prednosti so, da omogoča navarjanje kompozitnih materialov, nanos premazov pa poteka postopoma.
Oblok za prenos plazme (PTA)
Plazma je visoko ioniziran plin, segret na visoko temperaturo, ki doseže temperaturo +10 ... 18 tisoč C. Plazemski curek se oblikuje v posebnih gorilnikih - plazmatronih. Katoda je netalilna volframova elektroda. Curek plazemskega plina s hitrostjo pretoka do 15.000 m/s zajame in dostavi prah na površino dela.
Prednosti plazemsko-prašnega navarjanja:
- Visoka koncentracija toplotne moči.
- Najmanjša širina območja toplotnega vpliva, brez povodca.
- Debelina nanesenega sloja je od 0,1 mm do nekaj mm.
- Navarjanje različnih obrabno odpornih materialov na jekleni del.
- Plazemsko utrjevanje površine izdelka.
- Manjše mešanje nanesenega materiala s podlago.
JSC "Plakart" ima pomembne izkušnje s plazemsko-prašnimi rešitvami za površinsko obdelavo. Ta način nanosa obrabno odpornega premaza zagotavlja visoko kakovost in enakomernost nanesene kovine.
Aplikacije:
- Zaščita pred korozijo in obrabo delov zaporne in zaporno regulacijske armature: ventili za ladjedelništvo in kemično industrijo, energetski ventili, naftni in plinski ventili. Brezhibno delovanje varjenih delov zaporne armature več kot 10 let. Na obrabo odporno okovje (sedeži, zapornice, palice) za rudarsko industrijo.
- Ojačitev visoko obremenjenih delov (vratni obroči in ventili itd.) s premazi, odpornimi proti obrabi.
Po plazemsko-prašnem navarjanju deli prenesejo vpliv agresivnih kemičnih okolij, povišanih temperatur in ohranijo visoke trdnostne lastnosti.