Plasma surfacing: kagamitan at teknolohiya ng proseso

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang kahusayan at mga problema ng plasma surfacing ay lubhang talamak para sa mga material engineer. Salamat sa teknolohiyang ito, posible hindi lamang na makabuluhang taasan ang buhay ng serbisyo at pagiging maaasahan ng mga bahagi at assemblies na may mataas na load, kundi pati na rin upang maibalik, tila, isang daang porsyentong mga sira at nawasak na mga produkto.

Ang pagpapakilala ng plasma surfacing sa teknolohikal na proseso ay makabuluhang nagpapataas sa pagiging mapagkumpitensya ng mga produktong engineering. Ang proseso ay hindi panimula bago at ginamit sa mahabang panahon. Ngunit patuloy itong pinapabuti at pinapalawak ang mga teknolohikal na kakayahan nito.

Mga pangkalahatang probisyon

Ang Plasma ay isang ionized gas. Ito ay mapagkakatiwalaan na kilala na ang plasma ay maaaring makuha sa pamamagitan ng iba't ibang mga pamamaraan bilang resulta ng mga elektrikal, thermal o mekanikal na epekto sa mga molekula ng gas. Para sa pagbuo nito, kinakailangang tanggalin ang mga electron na may negatibong charge mula sa mga positibong atomo.

Sa ilang source na mahahanap moimpormasyon na ang plasma ay ang ikaapat na estado ng pagsasama-sama ng bagay kasama ng solid, likido at gas. Ang ionized gas ay may isang bilang ng mga kapaki-pakinabang na katangian at ginagamit sa maraming sangay ng agham at teknolohiya: plasma surfacing ng mga metal at haluang metal upang maibalik at tumigas ang mabigat na load na mga produkto na nakakaranas ng cyclic load, ion-plasma nitriding sa isang glow discharge para sa diffusion saturation at pagpapatigas ng mga ibabaw ng mga bahagi, para sa pagpapatupad ng mga prosesong kemikal. pag-aatsara (ginagamit sa teknolohiya ng pagmamanupaktura ng electronics).

Paghahanda para sa trabaho

Bago ka magsimulang mag-surf, kailangan mong i-set up ang kagamitan. Alinsunod sa data ng sanggunian, kinakailangang piliin at itakda ang tamang anggulo ng pagkahilig ng burner nozzle sa ibabaw ng produkto, ihanay ang distansya mula sa dulo ng burner hanggang sa bahagi (dapat itong mula 5 hanggang 8 millimeters) at ipasok ang wire (kung ang wire material ay lumalabas).

Kung ang pag-surfacing ay isasagawa sa pamamagitan ng pagbabagu-bago ng nozzle sa mga nakahalang direksyon, kung gayon kinakailangan na itakda ang ulo sa paraang ang weld ay eksaktong nasa gitna sa pagitan ng mga matinding punto ng mga amplitude ng pagbabagu-bago ng ulo. Kinakailangan din na ayusin ang mekanismo na nagtatakda ng dalas at laki ng mga oscillatory na paggalaw ng ulo.

Plasma arc surfacing technology

Ang proseso ng pag-surf ay medyo simple at maaaring matagumpay na maisagawa ng sinumang may karanasan na welder. Gayunpaman, kailangan niyatagapalabas ng pinakamataas na konsentrasyon at atensyon. Kung hindi, madali mong masisira ang workpiece.

Ang isang malakas na arc discharge ay ginagamit upang i-ionize ang gumaganang gas. Ang detatsment ng mga negatibong electron mula sa mga positibong sisingilin na mga atom ay isinasagawa dahil sa thermal effect ng electric arc sa jet ng working gas mixture. Gayunpaman, sa ilalim ng ilang kundisyon, posible ang daloy hindi lamang sa ilalim ng impluwensya ng thermal ionization, kundi dahil din sa impluwensya ng malakas na electric field.

Ang Gas ay ibinibigay sa ilalim ng presyon na 20-25 atmospheres. Para sa ionization nito, kinakailangan ang isang boltahe na 120-160 volts na may kasalukuyang mga 500 amperes. Ang mga positibong sisingilin na ion ay nakukuha ng magnetic field at nagmamadali sa katod. Ang bilis at kinetic energy ng elementarya na mga particle ay napakahusay na kapag bumangga sila sa metal, nagagawa nilang bigyan ito ng malaking temperatura - mula sa +10 … +18,000 degrees Celsius. Sa kasong ito, ang mga ion ay gumagalaw sa bilis na hanggang 15 kilometro bawat segundo (!). Ang pag-install ng plasma surfacing ay nilagyan ng isang espesyal na aparato na tinatawag na "plasma torch". Ang node na ito ang responsable para sa ionization ng gas at pagkuha ng direktang daloy ng mga elementary particle.

Ang kapangyarihan ng arko ay dapat na tulad ng upang maiwasan ang pagkatunaw ng base material. Kasabay nito, ang temperatura ng produkto ay dapat na mas mataas hangga't maaari upang maisaaktibo ang mga proseso ng pagsasabog. Kaya, ang temperatura ay dapat na malapit sa linya ng liquidus sa iron-cementite diagram.

Ang pinong pulbos ng isang espesyal na komposisyon o electrode wire ay inilalagay sa isang jet ng high-temperature na plasma, kung saan ang materyalnatutunaw. Sa likidong estado, ang ibabaw ay nahuhulog sa matigas na ibabaw.

Pag-spray ng plasma

Upang maipatupad ang pag-spray ng plasma, kinakailangan na makabuluhang taasan ang rate ng daloy ng plasma. Ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagsasaayos ng boltahe at kasalukuyang. Empirically pinili ang mga parameter.

Ang mga materyales para sa pag-spray ng plasma ay mga refractory metal at chemical compound: tungsten, tantalum, titanium, borides, silicides, magnesium oxide at aluminum oxide.

Ang hindi mapag-aalinlanganang bentahe ng pag-spray kumpara sa welding ay ang kakayahang makuha ang pinakamanipis na layer, sa pagkakasunud-sunod ng ilang micrometer.

Ginagamit ang teknolohiyang ito para sa pagpapatigas ng cutting turning at paggiling ng mga mapapalitang carbide insert, gayundin sa mga gripo, drill, countersink, reamer at iba pang tool.

Pagkuha ng bukas na plasma jet

Sa kasong ito, ang workpiece mismo ay gumaganap bilang isang anode, kung saan ang materyal ay idineposito ng plasma. Ang halatang disbentaha ng paraan ng pagproseso na ito ay ang pag-init ng ibabaw at ang buong volume ng bahagi, na maaaring humantong sa mga pagbabago sa istruktura at hindi kanais-nais na mga kahihinatnan: paglambot, pagtaas ng brittleness, at iba pa.

Closed plasma jet

Sa kasong ito, ang gas burner, mas tiyak, ang nozzle nito, ay nagsisilbing anode. Ang pamamaraang ito ay ginagamit para sa plasma-powder surfacing upang maibalik at mapabuti ang pagganap ng mga bahagi atmga node ng makina. Ang teknolohiyang ito ay nakakuha ng partikular na katanyagan sa larangan ng agricultural engineering.

Mga Pakinabang ng Plasma Hardfacing

Ang isa sa mga pangunahing bentahe ay ang konsentrasyon ng thermal energy sa isang maliit na lugar, na binabawasan ang epekto ng temperatura sa orihinal na istraktura ng materyal.

Ang proseso ay mahusay na pamahalaan. Kung ninanais, at may naaangkop na mga setting ng kagamitan, ang surfacing layer ay maaaring mag-iba mula sa ilang ikasampu ng isang milimetro hanggang dalawang milimetro. Ang posibilidad ng pagkuha ng isang kinokontrol na layer ay partikular na may kaugnayan sa sandaling ito, dahil ito ay nagbibigay-daan upang makabuluhang taasan ang pang-ekonomiyang kahusayan ng pagproseso at makakuha ng mga pinakamainam na katangian (katigasan, paglaban sa kaagnasan, paglaban sa pagsusuot at marami pang iba) ng mga ibabaw ng mga produktong bakal.

Ang isa pang hindi gaanong mahalagang bentahe ay ang kakayahang magsagawa ng plasma welding at paglalagay ng iba't ibang uri ng mga materyales: tanso, tanso, tanso, mahalagang mga metal, pati na rin ang mga hindi metal. Ang mga tradisyunal na pamamaraan ng welding ay malayo sa palaging magagawa ito.

Hardfacing equipment

Ang pag-install para sa plasma-powder surfacing ay may kasamang choke, oscillator, plasma torch at power supply. Gayundin, dapat itong nilagyan ng isang aparato para sa awtomatikong pagpapakain ng mga butil ng metal powder sa lugar ng trabaho at isang sistema ng paglamig na may patuloy na sirkulasyon ng tubig.

Ang mga pinagmumulan ng kapangyarihan para sa hardfacing ng plasma ay dapat matugunan ang mga mahigpit na kinakailangankatatagan at pagiging maaasahan. Ginagawa ng mga welding transformer ang pinakamahusay na trabaho sa tungkuling ito.

Kapag naglalagay ng mga materyales sa pulbos sa ibabaw ng metal, ginagamit ang tinatawag na pinagsamang arko. Ang parehong bukas at saradong plasma jet ay ginagamit nang sabay-sabay. Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng kapangyarihan ng mga arko na ito, posible na baguhin ang lalim ng pagtagos ng workpiece. Sa ilalim ng pinakamainam na kondisyon, hindi lilitaw ang warpage ng mga produkto. Mahalaga ito sa paggawa ng mga bahagi at assemblies ng precision engineering.

Material feeder

Ang metal na pulbos ay binibigyan ng dosed ng isang espesyal na device at ipinapasok sa natutunaw na zone. Ang mekanismo o prinsipyo ng pagpapatakbo ng feeder ay ang mga sumusunod: ang rotor blades ay itinutulak ang pulbos sa stream ng gas, ang mga particle ay pinainit at dumikit sa ginagamot na ibabaw. Ang pulbos ay pinapakain sa pamamagitan ng isang hiwalay na nozzle. Sa kabuuan, tatlong nozzle ang naka-install sa gas burner: para sa pagbibigay ng plasma, para sa pagbibigay ng working powder at para sa shielding gas.

Kung gumagamit ka ng wire, ipinapayong gamitin ang karaniwang mekanismo ng feed ng nakalubog na arc welding machine.

Paghahanda sa ibabaw

Ang paglalagay ng plasma at pag-spray ng mga materyales ay dapat unahan ng masusing paglilinis ng ibabaw mula sa mantsa ng mantsa at iba pang mga kontaminant. Kung sa panahon ng maginoo na hinang pinapayagan na magsagawa lamang ng magaspang, paglilinis ng ibabaw ng mga joints mula sa kalawang at sukat, kung gayon kapag nagtatrabaho sa gas plasma, ang ibabaw ng workpiece ay dapat na perpektong (hangga't maaari) malinis, nang walang mga dayuhang pagsasama. Ang thinnest oxide film ay kaya ngmakabuluhang nagpapahina sa pakikipag-ugnayan ng malagkit sa pagitan ng hardfacing at ng base metal.

Upang maihanda ang ibabaw para sa surfacing, inirerekumenda na tanggalin ang isang hindi gaanong halaga sa ibabaw na layer ng metal sa pamamagitan ng machining sa pamamagitan ng pagputol, na sinusundan ng degreasing. Kung pinapayagan ang mga sukat ng bahagi, inirerekumenda na hugasan at linisin ang mga ibabaw sa isang ultrasonic bath.

Mahahalagang feature ng metal surfacing

May ilang mga opsyon at pamamaraan para sa plasma surfacing. Ang paggamit ng wire bilang isang materyal para sa surfacing ay makabuluhang pinatataas ang pagiging produktibo ng proseso kumpara sa mga pulbos. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang electrode (wire) ay gumaganap bilang isang anode, na nag-aambag sa isang mas mabilis na pag-init ng nakadeposito na materyal, na nangangahulugan na pinapayagan ka nitong ayusin ang mga mode ng pagproseso pataas.

Gayunpaman, ang kalidad ng mga katangian ng coating at adhesion ay malinaw na nasa gilid ng powder additives. Ginagawang posible ng paggamit ng mga pinong metal na particle na makakuha ng pare-parehong layer ng anumang kapal sa ibabaw.

Surfacing powder

Ang paggamit ng powder surfacing ay mas mainam sa mga tuntunin ng kalidad ng mga resultang surface at wear resistance, kaya ang mga powder mixture ay lalong ginagamit sa produksyon. Ang tradisyonal na komposisyon ng pinaghalong pulbos ay mga particle ng kob alt at nikel. Ang haluang metal ng mga metal na ito ay may magandang mekanikal na katangian. Pagkatapos ng pagproseso na may tulad na komposisyon, ang ibabaw ng bahagi ay nananatiling perpektong makinis at hindi na kailangan para sa mekanikal na pagtatapos at pag-aalis ng mga iregularidad. Ang fraction ng powder particle ay ilang micrometers lamang.