Termisk sprutning och PTA

Pulverflamsprutning

Flamsprutning är en bland många termiska beläggningsprocesser. Vid pulverflamsprutning smälts sprutmaterialet, i pulverform, med gaslåga och sprutas mot en komponentyta med hjälp av förbränningsgaserna.

Metall-, oxidkeramik-, karbid- och plastpulver kan användas med hjälp av sprutpistoler speciellt utformade för dessa material. Sprutpistoler som ofta har formen av manuella brännare, företrädesvis med acetylen som bränslegas p.g.a. den höga flamtemperaturen, väljs för metallegeringar baserade på nickel, järn eller kobolt. Pulverpartiklarna, som delvis smälts av flamman, deformeras när de slår emot komponentens yta och smälts ned där för att forma en sprutbeläggning med lamellstruktur. De viktigaste tillämpningarna för termiska beläggningar är korrosionsskydd och slitskydd.

Pulverflamsprutning kan delas in i kalla och varma processer. Vid kalla processer appliceras pulvret bara med sprutpistolen, och sprutbeläggningen genomgår inte någon efterföljande behandling. UTP har på motsvarande sätt utformat dessa pulver som COLDmelt™; dessa beläggningar har i normalfallet en porositet på mellan 5 och 15 %, beroende på vilken process som används.

Vid varma processer används metallpulver av material som är så kallade självflussande legeringar, baserade på Ni-B-Si.

Det påsprutade skiktet smälts ned av en ytterligare efterföljande värmebehandling; denna termiska kompaktering gör det möjligt att skapa beläggningar som är praktiskt taget fria från porer. Beroende på tillämpning har två processer utvecklats för detta: simultan och konsekutiv smältning.

UTP Maintenance har utvecklat dessa pulver för respektive process. 

Rotationssymmetriska delar beläggs ofta med hjälp av en tvåstegsprocess (konsekutiv smältning), medan en enstegsprocess (simultan smältning) ofta används för ytor och hörn.

Plasmapåsvetsning (PPS/PTA)

Plasmapåsvetsning (PPS), även benämnd plasma transferred arc-process (PTA), är en termisk beläggningsprocess. I kontrast till sprutprocesserna är denna metod en svetsprocess och innebär metallurgisk vidhäftning av tillsatsmaterialet på basmaterialet.

Men om parametrarna sätts på bästa möjliga sätt, kan graden av inblandning i basmaterialet minskas till ett minimum. PTA-processen används främst för påsvetsning av slitstarka och korrosionsbeständiga beläggningar på ett basmaterial.

Processen kännetecknas av två elektriska ljusbågar med separat reglering. En av dessa är den (icke överförda) pilotbågen; denna båge bildas mellan den icke-smältande (volfram)elektroden och plasmamunstycket. Den accelererar plasmagasen och möjliggör antändning den (överförda) huvudbågen. Denna båge brinner med en hög energidensitet mellan elektroden och arbetsstycket. Med hjälp av den elektriska bågen, smälts både basmaterialet och metallpulvret som utgör svetstillsatsmaterial samman, vilket sedan bildar den nedsmälta skyddsbeläggningen. Ar, H2, He eller gasblandningar används som processgas. Denna utgör för det första plasmagas och för det andra skyddsgas och bärgas för pulvret.

Genom den höga graden av automatisering är PTA-processen den mest lämpliga för serietillverkade delar och erbjuder här fördelar med hänsyn till:

• Hög reproducerbarhet
• Låg grad av utspädning med basmaterialet
• Liten och koncentrerad värmepåverkad zon
• Hög påsvetsningshastighet möjlig
• Legeringsmångfald i pulverform
• Materialkombinationer med hårda ämnen

UTP erbjuder dessa PTA-pulver som nickelbaserade, koboltbaserade och järnbaserade legeringar. Pulvren benämns PLASweld™ i enlighet med processen som de är avsedda för. Kornstorleken bör väljas efter typ av system; kornstorlekar hos pulvret på mellan 150 och 210 µm väljs för standardområdet vid PTA.

En annan metod att använda metallpulver som svetstillsatsmaterial är laserpåsvetsning med pulver. Här utgör en laser värmekälla för partiell smältning av ytan på arbetsstycket och sammansmältning av svetstillsatsmaterialet i pulverform. Laserns energitäta fokus tillåter exakt inriktad påsvetsning, vilket möjliggör skapande av slitskydd på specifika ställen utan negativ påverkan (t.ex. genom hög värmetillförsel) på egenskaperna hos resten av komponenten. 

Eftersom beläggningstjocklekarna vanligen är små och bearbetningstiderna korta för laserpåsvetsning med pulver, kan PLASweld™-pulver med mindre kornstorlek användas här, i normalfallet 45-106 µm.

Bågsprutning i process med flussfylld svetstråd

UTP Maintenance erbjuder ett sortiment av högkvalitativt pulver för tillämpningar med plasmaöverföring. Vår långa erfarenhet av plasmaöverföring ger oss möjlighet att tillhandahålla det bästa skräddarsydda sprutpulvret för flera branscher och även för distributörer.

Bågsprutning är den mest produktiva termiska sprutprocessen. En elektrisk likströmsbåge mellan två kontinuerliga trådelektroder som utgör sprutmaterialet. Komprimerad gas (vanligen luft) finfördelar det smälta sprutmaterialet till mycket små droppar och skickar iväg dem mot underlaget. Processen är enkel att styra och kan användas antingen manuellt eller automatiserat.