粉末等離子堆焊工藝已應用于工業(yè)制造業(yè)的多個領域,主要目的在于獲得有特定性能(耐磨、耐蝕、耐溫等性能)的合金硬面層。從應用角度有以下分類:按工件堆焊面的幾何形狀分類。主要分為:園平面、園錐面、園柱面、園柱螺旋面、平面線段或平面等。針對不同類型的工件,在工藝控制程序上有所區(qū)別。對于復雜的平面線段(連續(xù)或不連續(xù)的直線段或曲線段),要實現(xiàn)全自動堆焊,就要采用數(shù)控系統(tǒng)。對同一類型工件,在幾何尺寸上相差甚大者,則要選擇相適應的機型。按工件所屬的制造行業(yè)分類。根據(jù)目前的應用情況,主要有:閥門制造行業(yè)、氣門制造行業(yè)、冶金軋制工具制造行業(yè)、石油機械行業(yè)、煤礦機械行業(yè)、電力機械行業(yè)等等。隨著應用范圍的擴大,將會有更多的制造行業(yè)在產(chǎn)品的修造中采用粉末等離子堆焊技術。采用等離子堆焊設備在表面堆焊特殊合金粉末,可以明顯提高采煤機截齒耐磨、耐沖擊性能。海南金屬等離子堆焊
等離子堆焊作為表面強化技術之一,具有堆焊各種合金粉末材料、堆焊層致密、稀釋性低、生產(chǎn)效率高、合金材料消耗低、成本低等優(yōu)點,其表面耐蝕、耐磨、耐高溫性能的提高越來越受到人們的重視。目前,鐵基、鎳基和鈷基合金粉末主要用于等離子堆焊。鐵基合金粉末具有良好的耐磨性和較低的價格,但耐熱性和耐蝕性較差。鎳基和鈷基合金粉末具有良好的耐蝕性和高溫性能,但成本較高。采用等離子電弧在16mn鋼表面沉積鐵基自熔性合金粉末、鎳基自熔性合金粉末和鎳基合金加wc復合粉末,通過在不同腐蝕介質(zhì)中的磨損試驗,研究了3種堆焊層的組織、相組成、硬度和耐磨性。廣東熱絲等離子堆焊公司由于等離子堆焊的特點和優(yōu)越性,其已普遍應用于礦山機械行業(yè)。
等離子堆焊存在的主要問題及發(fā)展前景:因為等離子堆焊主要以金屬粉末作為堆焊材料,并且大部分堆焊材料系自熔性合金,堆焊質(zhì)量對粉末質(zhì)量的依賴性很大。在堆焊過程中會有少量粉末飄散而造成浪費。在堆焊過程中因粉末飛濺,長時間施焊易產(chǎn)生粘噴嘴現(xiàn)象,在堆焊較粘人材料,例如鎳基合金時,這個問題尤其突出,已經(jīng)成為影響工藝穩(wěn)定性的重要因素。以上問題除了與堆焊合金本身的特性有關之外,主要與焊粉的粒度、形狀及焊槍(特別是噴嘴)密切相關。目前焊粉的生產(chǎn)已經(jīng)從水霧化逐漸過渡到氣霧化,從而使得焊粉的顆粒保持很規(guī)則的球形。而焊粉的粒度組成則可以通過篩分環(huán)節(jié)嚴格控制。但現(xiàn)在關于焊槍的設計和加工過程中仍有許多問題,例如送粉孔的數(shù)量、分布以及焊槍表面防粘涂層的選擇和應用都值得進一步深入探索。
等離子粉末堆焊工藝特點:等離子堆焊由于利用等離子弧作熱源和采用合金粉末作填充金屬,從而與其他表面堆焊方法相比較,具有許多優(yōu)點。(1)熔覆速度快,生產(chǎn)率較高。(2)熔深可控,稀釋率低。(3)堆焊面平整光滑,致密度高,可實現(xiàn)0.5-5mm的堆焊面一次完成。(4)工藝穩(wěn)定性好,噴焊層質(zhì)量高,可長時間連續(xù)獲得穩(wěn)定的堆焊層,且堆焊面無氣孔、沙眼等堆焊質(zhì)量問題。(5)合金粉末制備簡便,使用材料范圍廣,可選用鈷基、鎳基、鐵基、銅基等粉末型焊材,且可以根據(jù)工況直接配方。(6)可根據(jù)需求配備專機、機器人等,易于實現(xiàn)自動化,減輕勞動強度。(7)粉末利用率高,利用率可達到75%以上。等離子堆焊技術幾乎遍及所有的制造業(yè)。
等離子堆焊機是應用離子弧為熱源,將金屬粉末與基體表面進行加熱熔化,待冷卻后凝合在一起的焊接技術。該類方法的應用,能夠很好的提升零件表面的硬度,強化零件性能。可用于堆焊的金屬主要包含以下幾類:1、珠光體鋼堆焊金屬:將該類金屬應用于等離子堆焊機中后,焊接完成后其合金焊接較好,具有較強的抗沖擊能力,但是其硬度會比較低,多用于一些軸類機械零件的維修。2、奧氏體鋼堆焊金屬:該類金屬其沖擊韌度、硬化等性能較好,缺點是比較容易有裂紋出現(xiàn)。在工業(yè)生產(chǎn)中,多用于修復零件磨損問題,常見如礦山料車、鐵路道岔等。在實際的工業(yè)生產(chǎn)中,等離子堆焊主要用于表面技術。河北鈷基合金等離子堆焊技術
等離子堆焊可以改善工件抗疲勞、耐腐蝕等性能。海南金屬等離子堆焊
粉末等離子堆焊在氣門制造行業(yè)的應用:內(nèi)燃機進排氣閥密封面(大端錐面)要承受高溫燃氣腐蝕及磨粒磨損,一般要通過堆焊鈷基合金或鎳基合金來滿足使用要求。由于對密封面堆焊質(zhì)量有極嚴格的要求,通常的手工堆焊工藝難以達到,這曾是一個工藝難題。自研究采用粉末等離子堆焊工藝后,這一工藝難題才迎刃而解。自氣門堆焊機采用逆變電源,噴射式送粉等離子焊槍及數(shù)字化控制系統(tǒng)后,實現(xiàn)了精細、精確控制,充分發(fā)揮了粉末等離子堆焊的優(yōu)越性,生產(chǎn)工藝得以穩(wěn)定,達到了98%以上的一次性成品率。海南金屬等離子堆焊
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