Plazmové svařování

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 24. dubna 2013; kontroly vyžadují 7 úprav .

Plazmové navařování (Plasma transfer Arc, PTA) je moderní metoda nanášení povlaků odolných proti opotřebení na pracovní povrch při výrobě a renovaci opotřebovaných strojních součástí.

Technologie

Plazma je vysokoteplotní vysoce ionizovaný plyn skládající se z molekul, atomů, iontů, elektronů, světelných kvant atd. Při obloukové ionizaci se plyn vede kanálem a vzniká obloukový výboj, jehož tepelným účinkem se plyn ionizuje, a elektrické pole vytváří směrovaný paprsek plazmy. Plyn lze také ionizovat působením vysokofrekvenčního elektrického pole. Plyn je přiváděn pod tlakem 2 ... 3 atmosféry, je buzen elektrický oblouk o výkonu 400 ... 500 A a napětí 120 ... 160 V. Ionizovaný plyn dosahuje teploty 10 . .. 18 tisíc C, a průtok je až 15 000 m/s. Plazmový paprsek se tvoří ve speciálních hořácích - plazmových hořákech . Katoda je nekonzumovatelná wolframová elektroda. 

V závislosti na rozložení existují:

  1. Otevřený plazmový paprsek (anoda je součást nebo tyč). V tomto případě dochází ke zvýšenému zahřívání dílu. Toto schéma se používá pro řezání kovu a pro povlakování.
  2. Uzavřený plazmový paprsek (anoda je tryska nebo kanál hořáku). I když je teplota stlačeného oblouku v tomto případě o 20 ... 30 % vyšší, průtok je nižší, protože se zvyšuje přenos tepla do okolí. Schéma se používá pro tvrzení, metalizaci a stříkání prášků.
  3. Kombinovaný okruh (anoda je připojena k dílu a k trysce hořáku). V tomto případě hoří dva oblouky. Schéma se používá pro povrchovou úpravu prášku.

Plazmové navařování kovu lze realizovat dvěma způsoby:

  1. Proud plynu zachycuje a dodává prášek na povrch součásti;
  2. Výplňový materiál se zavádí do plazmového paprsku ve formě drátu, tyče nebo pásky.

Jako plazmotvorné plyny lze použít argon , helium , dusík , kyslík , páru , vodík a vzduch . Nejlepších výsledků svařování se dosáhne s argonem a heliem.

Výhody plazmového nanášení jsou:

  1. Vysoká koncentrace tepelného výkonu a minimální šířka tepelně ovlivněné zóny.
  2. Možnost získání tloušťky nanesené vrstvy od 0,1 mm do několika milimetrů.
  3. Možnost natavení různých materiálů odolných proti opotřebení (měď, mosaz, plast) na ocelový díl.
  4. Schopnost provádět plazmové kalení povrchu součásti.
  5. Relativně vysoká účinnost oblouku (0,2 ... 0,45).
  6. Malé (ve srovnání s jinými typy navařování) promíchání naneseného materiálu s podkladem, což umožňuje dosáhnout požadovaných charakteristik povlaku.

Povrch součásti musí být připraven pro navařování pečlivěji než u konvenčního obloukového nebo plynového svařování, protože cizí vměstky snižují pevnost nanesené vrstvy. K tomu se provádí mechanická povrchová úprava (rýhování, broušení, pískování..), někdy odmašťování. Výkon elektrického oblouku se volí tak, aby se dílec moc nezahříval, a aby byl základní kov na pokraji roztavení.

Aplikace

Plazmové navařování je široce používáno pro ochranu proti vysokoteplotnímu opotřebení forem ve sklářském průmyslu, pro ochranu proti korozi a opotřebení dílů uzavíracích a uzavíracích a regulačních ventilů , pro kalení povrchu dílů pracujících při vysokém zatížení .

Literatura

Viz také