Плазменно-порошковая наплавка (PTA-surfacing)

Плазменно-порошковая наплавка (ППН) - механизированный процесс, при котором источником теплоты служит плазменная дуга, а присадочным материалом служат гранулированные металлические порошки, которые подаются в плазмотрон транспортирующим газом с помощью специального питателя.

Благодаря возможности регулирования в широком диапазоне соотношения между тепловой мощностью дуги и подачей присадочного порошка ППН обеспечивает достаточно высокую производительность при минимальном проплавлении основного металла, что позволяет обеспечивать требуемую твердость и заданный химический состав наплавленного металла уже на расстоянии 0,3-0,5 мм от поверхности сплавления. Это дает возможность ограничится однослойной наплавкой там, где электродуговым способом необходимо наплавить 3-4 слоя.

Важной особенностью ППН является отличное формирование наплавленных валиков, стабильность и хорошая воспроизводимость их размеров: установлено, что у 95% наплавленных деталей отклонение толщины наплавленного слоя от номинального размера не превышает 0,5 мм. Это позволяет существенно сократить расход наплавочных материалов, время наплавки, а также затраты на механическую обработку наплавленных деталей.

ППН обеспечивает высокую работоспособность деталей за счет отличного качества наплавленного металла, его однородности, а также благоприятной структуры, определяемой специфическими условиями кристаллизации металла сварочной ванны.

Основные преимущества ППН:

1. высокая производительность (до 10 кг/ч);
2. высокое качество наплавленного металла;
3. малая глубина проплавления основного металла (до 5%)
4. минимальные потери присадочного материала;
5. возможность наплавки относительно тонких слоев (0,5-5,0 мм);

В наплавочных плазмотронах можно использовать три схемы ввода порошка в дугу:

• распределенный через кольцевую щель между соплами (см.рис сверху);
• локальный боковой через канал в торце сопла;
• аксиальный через полый электрод.

Для ППН применяют порошки сталей и сплавов на основе Ni, Co, Fe и Cu. Производят порошки преимущественно методом распыления струи жидкого металла инертным газом, что обеспечивает им отличные сварочно-технологические свойства - хорошую сыпучесть, низкое содержание кислорода (0,02-0,10 %) и др.

Области применения ППН-технологии