Плазменная наплавка
Плазменная наплавка и напыление заключаются в том, что нагрев присадочного и основного металлов производится сжатой дугой или газовой плазмой, выделенной или совпадающей со столбом дуги. Механизм образования наплавленного слоя аналогичен механизмам других способов дуговой наплавки.
В качестве наплавочных материалов также применяют порошки.
Дуга возбуждается вольфрамовым электродом 1 и внутренним соплом 2. Плазмообразующий газ, проходя через дугу, создает плазменную струю 3 косвенного действия. Эта струя расплавляет присадочный порошок. Другая дуга прямого действия 4, которая горит между электродом 1 и основным металлом 5, совпадает с плазменной струей прямого действия, нагревающей поверхность до нужной температуры и тем самым обеспечивающей сплавление порошка и основного металла. Изменяя силу тока сжатой дуги прямого действия, проплавление основного металла можно свести до минимума. Толщину наплавленного слоя можно варьировать в пределах 0,3... 10,0 мм с разбавлением основным металлом от 3 до 30 %. От указанных дуг получает теплоту и основной металл. Регулировать долю основного металла и производительность наплавки можно путем изменения силы тока. В этом случае наплавляемое изделие в сварочную цепь не включают.
При плазменной наплавке в качестве защитных газов используют аргон, азот, углекислый газ, смеси аргона с гелием или азотом и др. В качестве плазмообразующего могут применяться аргон, гелий, углекислый газ, воздух и г.д. Стабильное протекание процесса наплавки обеспечивают неплавящиеся электроды из материала, позволяющего без разрушения выдерживать нагревание до высоких температур. Применяют электроды из чистого вольфрама или с присадками диоксида тория, оксидов лантана и иттрия. Этот вид наплавки обеспечивает малую глубину проплавления основного металла, возможность наплавки тонких слоев, высокое качество и гладкую поверхность наплавленного металла.
Плазменный нагрев можно также применять для напыления поверхностных слоев. Но сравнению с наплавкой оно имеет ряд особенностей. Напыление представляет собой процесс нанесения па неоплав- ленную поверхность изделия металлических слоев из частиц материала, нагретых до температуры плавления или близкой к плавлению. Присадочный материал в виде проволок подается в сжатую дугу и там нагревается струей газа, а затем с большой скоростью подается на поверхность изделия. Толщину напыленного слоя можно изменять от сотых до десятых долей миллиметра. Более толстые слои не напыляют, так как они склонны отслаиваться от поверхности изделия (откалываться). Напыление можно выполнять как металлами и сплавами, так и различного вида соединениями: оксидами, карбидами, нитридами и т.п.
Технологически в отличие от наплавки напыление производят по способу косвенного нагрева выделенной дуговой плазмой. Расстояние от сопла горелки до изделия при проплавке составляет 6...25 мм, а при напылении — 50... 120 мм и более. Напыленные слои материала имеют меньшую плотность и большую пористость по сравнению с наплавленными и более склонны к откалыванию от поверхности изделия при нарушении технологии. Однако в этих слоях практически отсутствует разбавление основным металлом.