Soldadura por plasma

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La superficie de plasma (Plasma transfer Arc, PTA) es un método moderno para aplicar recubrimientos resistentes al desgaste a la superficie de trabajo en la fabricación y restauración de piezas de máquinas desgastadas.

Tecnología

El plasma es un gas altamente ionizado a alta temperatura que consta de moléculas, átomos, iones, electrones, cuantos de luz, etc. En la ionización por arco, el gas pasa a través de un canal y se crea una descarga de arco, cuyo efecto térmico ioniza el gas. y el campo eléctrico crea un chorro de plasma dirigido. El gas también puede ionizarse bajo la acción de un campo eléctrico de alta frecuencia. El gas se suministra a una presión de 2 ... 3 atmósferas, se excita un arco eléctrico con una potencia de 400 ... 500 A y un voltaje de 120 ... 160 V. El gas ionizado alcanza una temperatura de 10 . .. 18 mil C, y el caudal es de hasta 15.000 m/s. El chorro de plasma se forma en quemadores especiales - antorchas de plasma . El cátodo es un electrodo de tungsteno no consumible. 

Dependiendo del diseño, hay:

  1. Un chorro de plasma abierto (el ánodo es una pieza o una varilla). En este caso, hay un aumento del calentamiento de la pieza. Este esquema se utiliza para cortar metal y para recubrir.
  2. Un chorro de plasma cerrado (el ánodo es una boquilla o un canal de quemador). Aunque la temperatura del arco comprimido es un 20...30% mayor en este caso, el caudal es menor, ya que aumenta la transferencia de calor al ambiente. El esquema se utiliza para el endurecimiento, la metalización y la pulverización de polvos.
  3. Circuito combinado (el ánodo se conecta a la pieza ya la boquilla del quemador). En este caso, dos arcos están ardiendo. El esquema se utiliza para superficies en polvo.

El revestimiento de metal con plasma se puede implementar de dos maneras:

  1. Un chorro de gas captura y entrega el polvo a la superficie de la pieza;
  2. El material de relleno se introduce en el chorro de plasma en forma de alambre, varilla o cinta.

El argón , el helio , el nitrógeno , el oxígeno , el vapor , el hidrógeno y el aire pueden utilizarse como gases formadores de plasma . Los mejores resultados de soldadura se obtienen con argón y helio.

Las ventajas de la superficie de plasma son:

  1. Alta concentración de potencia térmica y mínima anchura de la zona afectada por el calor.
  2. La posibilidad de obtener un espesor de la capa depositada desde 0,1 mm hasta varios milímetros.
  3. La posibilidad de fusionar varios materiales resistentes al desgaste (cobre, latón, plástico) en una pieza de acero.
  4. Capacidad para realizar el endurecimiento por plasma de la superficie de la pieza.
  5. Eficiencia de arco relativamente alta (0,2 ... 0,45).
  6. Pequeña mezcla (en comparación con otros tipos de superficies) del material depositado con la base, lo que permite lograr las características de recubrimiento requeridas.

La superficie de la pieza debe prepararse para el recargue con más cuidado que en la soldadura convencional por arco o por gas, ya que las inclusiones extrañas reducen la resistencia de la capa depositada. Para ello se realizan tratamientos superficiales mecánicos (ranurado, rectificado, arenado..), en ocasiones desengrasado. La potencia del arco eléctrico se selecciona para que la pieza no se caliente mucho, y para que el metal base esté a punto de fundirse.

Aplicación

La superficie de plasma se usa ampliamente para la protección contra el desgaste por alta temperatura de los juegos de moldes en la industria del vidrio, para la protección contra la corrosión y el desgaste de las piezas de las válvulas de cierre y de control , para el endurecimiento de la superficie de las piezas que funcionan bajo cargas elevadas. .

Literatura

Véase también