等离子堆焊技术

1等离子堆焊技术的原理

    等离子发生器又叫等离子喷枪，根据工艺的需要通人氮气或氮气作工作气体，其原理如图i所示。稳弧气体(如氢、氦或者氮)通过气路进人喷枪，金属粉末材料借助送粉气流(一般用氢气或氮气)送人喷枪。工作时，喷枪内在钨电极和喷嘴之间的工作气体将被电离，产生高温等离子体(等离子弧区的温度高达10000一SOOOOK)，从而熔化粉末，并使其跟随高速焰流喷射到底板的表面。这种熔化的颗粒高速撞击底板表面并粘于其上，在此表面形成牢固粘结的喷涂层，连续地进行下去，一层一层地相互叠加堆积，形成高密度、高结合强度的堆焊组织结构。

2等离子堆焊的特点及应用状况

  粉末等离子堆焊有如下特点[l,4]:

  (1)等离子弧区的温度高达((1.0一5. 0 ) x 104 K，因此可以堆焊各种金属，使用材料范围广，制备简单，可配置不同性能的粉末;

  (2)工艺稳定性好，熔化材料的喷射速度可高达600m/s,因此，堆焊层的材料密度高、机械性能好;

  (3)沉积效率比较高(可高达98kg/h);

  (4)调节性好，易于自动化操作;

  (5)稀释率低，小于5%，能充分保证合金材料性能，并且采用氢气、氮气等作为工作气体，被堆焊材料不易氧化;

  (6)堆焊层平整光滑，尺寸范围宽，且可精确控制，一次可以堆焊宽1一150mm，厚0. 25一8mm;

  (7)被堆焊的上件温度较低，一般不易变形，为了进一步降低堆焊时工件的温度，还可以用气体对工件进行冷却。

    因此，等离子堆焊与其它堆焊技术相比具有明显的优势:堆焊层与母材具有典型的冶金结合，堆焊层在服役过程中的剥落倾向小，而且可以根据服役性能选择或设计堆焊合金，使材料或零件表面具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、耐辐射等性能，并且在工艺上有很大的灵活性。

    在实际的工业生产中，等离子堆焊主要用于表面技术团以提高诸如阀门密封面、气阀密封面、模具刃口、输煤机中部槽板、槽帮、无缝钢管顶头、运动部件摩擦副等的耐磨性能，以及石化工业设备的耐腐蚀性能，延长使用寿命。另外，等离子堆焊技术也广泛应用于模具制造行业困。

    采用各种堆焊材料提高零部件的性能，也是生产和研究的重点。近几年，随着材料技术的发展，研究人员把堆焊材料研究的视野逐步扩展到利用金属、陶瓷、复合材料f}一‘，]等作为堆焊层，以提高零部件的性能。但是，这些研究工作仅限于材料的表面改性。