Wat is sproeilassen? - Proces en technieken

Wat is Spray Welding?

Sproeilassen verwijst naar verschillende lasprocessen in de vorm van thermisch spuiten. Het is een industriële activiteit waarbij een poeder of draad met hoge snelheid wordt verneveld met gecomprimeerd gas en op een metalen oppervlak wordt gespoten.

Spuitlassen omvat het gebruik van industrieel plasma, vlammen, detonatiepistolen, boogspray en autogeen met hoge snelheid. Vanwege de aanzienlijke warmte die wordt gegenereerd door lasspatten, moeten procedures en voorschriften zorgvuldig en consequent worden gevolgd om schade aan mens en milieu te voorkomen.

Gerelateerd: Wat is lassen?

Hoe werkt spuitlassen?

Thermische spray is een algemene term die staat voor meerdere coatingprocessen. Bij het hele lassen wordt gebruik gemaakt van coatingmateriaal, bijvoorbeeld een staaf, poeder of draad, die door verschillende energiebronnen wordt gesmolten.

In eenvoudige bewoordingen kan het worden gedefinieerd als een industrieel coatingproces dat bestaat uit een warmtebron en een coatingmateriaal dat wordt gesmolten tot druppeltjes die met hoge snelheid worden gesproeid. Het sproeien wordt door een verstuivingsstraal of gas naar een substraat voortgestuwd.

Thermisch spuiten is een vrij veelzijdig proces en staat bekend als zeer efficiënt. Het kan een goed alternatief zijn voor verschillende oppervlaktebehandelingen, waaronder warmte- of nitridebehandelingsprocessen, verchromen, vernikkelen, anodiseren, en andere methoden.

De laagdikte verschilt op basis van individuele voorkeuren. De coating herstelt versleten componenten en basis machineonderdelen. Het kan ook worden toegepast om de prestaties en duurzaamheid van het element te verbeteren. Dit kan tot 70% langer duren als het goed wordt behandeld.

Gerelateerd: Wat is thermische spray?

Verschillende soorten spuitlastechnieken

1. Spuitbooglassen

Sproeibooglassen is een van de processen die worden gebruikt om metaal van de elektrode of draad naar de las over te brengen. Kleine druppeltjes gesmolten metaal reizen door de boog en op het basismetaal of de verbinding die wordt bewerkt.

Spray Transfer is ideaal voor gebruik op dikkere metalen voor stompe of hoeklassen. Het is niet geschikt voor gepositioneerd laswerk omdat de rondvliegende metaaldruppels en zwaartekracht geen ideale situatie creëren voor de lasser of het laswerk.

Technisch gezien is sproeibooglassen een spray van gesmolten metaal die over de boog wordt overgebracht, net zoals water dat ontsnapt uit een tuinslang met een beperkte opening. Sproeibooglassen vermindert lasspatten en zorgt voor een fijnere lasnaad.

Proces

Het proces omvat hoge stroom- en spanningsniveaus. Wanneer de draad dicht bij het basismetaal wordt gebracht, genereert deze een stroom voordat deze het metaal raakt. De stroom verwarmt de draad zeer snel en smelt deze. Het gesmolten metaal reist in de vorm van kleine druppeltjes over de gegenereerde boog, waardoor het de naam sproeibooglassen krijgt.

Spuitbooglassen kan hoge metaalafzettingssnelheden bereiken wanneer het is uitgerust met de ideale combinatie van beschermgas, metaal en draaddikte en contact-tot-tip afstand. Met de perfecte combinatie van alles kan het proces zeer hoge transiënte stromen genereren. Het proces wordt ook wel axiaal spuiten genoemd.

De stroomniveaus die in dit proces worden gebruikt, moeten hoger zijn dan de tijdelijke stroom. Alleen dan wordt het metaal in de vorm van druppels overgebracht en niet zomaar gesmolten. Het proces vereist het gebruik van hoge stroomniveaus met voldoende spanningsniveaus om een ​​spatvrije las te garanderen.

Voordelen

Sproeibooglassen is een zeer efficiënt proces. Enkele van de belangrijke voordelen die dit proces biedt, zijn:

• Hoge metaalafzettingen
• Goede metaalfusie en penetratie
• Uitstekend uiterlijk van de lasrups
• Mogelijkheid om elektrodedraden met een grotere diameter te gebruiken
• Heel weinig spatten

Ondanks de aanwezigheid van zulke uitgebreide voordelen, heeft de methode van sproeiboogoverdracht aanzienlijke beperkingen.

Beperkingen

De beperkingen van sproeiboogoverdracht omvatten, maar zijn niet beperkt tot:

• Het is alleen geschikt voor gebruik op dikke materialen (ongeveer 1/8 inch (3 mm) en dikker)
• Het is beperkt tot vlakke en horizontale hoeklasposities
• Het heeft geen open root-mogelijkheden

2. Vlamspuitproces

Vlamspuiten, ook wel oxy/acetyleenverbrandingsspuiten genoemd, is de originele thermische spuittechniek die ongeveer 100 jaar geleden is ontwikkeld. Het maakt gebruik van de basisprincipes van een lastoorts met toevoeging van een luchtstroom met hoge snelheid om gesmolten deeltjes op het substraat te stuwen.

Het bekledingsmateriaal kan in draad- of poedervorm zijn. Vlamspuitcoatings worden vaak na het aanbrengen gesmolten om de hechting en de coatingdichtheid te verbeteren.

Voordelen

• Hoge afzettingspercentages
• Lage oppervlakteverwarming
• Veelzijdig
• Het proces is eenvoudig en gebruiksvriendelijk

Nadelen

• Relatief lage hechting
• Verhoogde verwarmingsefficiëntie
• Niet compatibel met metalen met een smeltpunt hoger dan 2800°C

3. Hoge snelheid oxyfuel (HVOF)

Het HVOF-proces (High-Velocity Oxy-Fuel) verbrandt zuurstof en een selecte groep ontvlambare gassen, waaronder propaan, propyleen of waterstof. Hoewel het HVOF-systeem het basisprincipe van verbranding gebruikt, is het spuitpistool anders ontworpen dan het standaard autogeenspuitpistool.

De HVOF-pistoolverschillen produceren hogere vlamtemperaturen en hogere snelheden. Het resultaat is een grondiger gesmolten poeder en meer kinetische energie die beschikbaar is om de gesmolten deeltjes coatingmateriaal "af te vlakken". Het HVOF-proces produceert superieure hechtsterkte en coatingdichtheid.

Het HVOF-proces wordt meestal gebruikt voor het afzetten van metalen met een hoge smelttemperatuur en metaallegeringen zoals wolfraamcarbide, chroomcarbide.

Voordelen

• Ondersteunt zeer dikke coating
• Lage porositeitsniveaus
• Hoge hechtingsniveaus
• Meer vastgehouden carbiden in vergelijking met vlamspuiten of plasma

Nadelen

• Relatief luid met een geluidsniveau tot 130 dB
• Lage depositiesnelheid
• Enigszins duur

4. Plasmaspuitproces (PTA)

Het plasmasproeiproces (niet-overgedragen boog) maakt gebruik van inerte gassen die langs een elektrode worden gevoerd die de "plasma" -toestand van de gassen induceren. Wanneer de gassen het mondstuk van het pistoolapparaat verlaten en terugkeren naar hun normale toestand, komt er een enorme hoeveelheid warmte vrij.

Een poedervormig coatingmateriaal wordt in de plasma-"vlam" geïnjecteerd en op het substraat voortgestuwd.

Keramische coatings worden vanwege hun hoge smelttemperaturen meestal met plasmaspray aangebracht. (Vaak> 3500 F). Met plasmaspray kunnen verschillende soorten keramische coatings worden aangebracht.

Voordelen

• Eenvoudig aan te brengen
• Cermetdeeltjes zijn groter van formaat
• Slijtvastheid
• Zeer lage of nul porositeit
• Dikke coating
• Lage substraatverwarming in vergelijking met GTAW

Nadelen

• Hoge oxidatie op het gespoten materiaal
• Moeilijk om een ​​dunne laag van 1 mm of minder te krijgen

5. Detonatiespuiten

Detonatiespuiten is een van de vele vormen van thermische spuittechnieken die worden gebruikt om een ​​beschermende coating met supersonische snelheden op een materiaal aan te brengen om de oppervlakte-eigenschappen ervan te veranderen. Dit is voornamelijk bedoeld om de duurzaamheid van een onderdeel te verbeteren.

Het werd voor het eerst uitgevonden in 1955 door H.B. Sargent, R. M. Poorman en H. Lamprey en wordt met een speciaal ontworpen detonatiepistool (D-gun) op een onderdeel aangebracht. Het te spuiten onderdeel moet correct worden voorbereid door alle oppervlakteoliën, vetten, vuil te verwijderen en het oppervlak op te ruwen om een ​​sterk hechtende detonatiespraycoating te verkrijgen.

Dit proces omvat de hoogste snelheden (≈3500 m/s schokgolf die de coatingmaterialen voortstuwt) en temperaturen (≈4000 °C) van coatingmaterialen in vergelijking met alle andere vormen van thermische spuittechnieken.

Dit betekent dat met detonatiespray laag poreuze (minder dan 1%) en laag zuurstofgehalte (tussen 0,1-0,5%) beschermende coatings kunnen worden aangebracht die beschermen tegen corrosie, slijtage en hechting bij lage belasting.

Dit proces maakt het mogelijk om zeer harde en dichte oppervlaktecoatings aan te brengen die bruikbaar zijn als slijtvaste coatings. Om deze reden wordt detonatiespuiten vaak gebruikt voor beschermende coatings in vliegtuigmotoren, plug- en ringmeters, snijkanten (schaafmessen), buisboren, rotor- en statorbladen, geleiderails of elk ander metaalachtig materiaal dat onderhevig is aan hoge slijtage en scheuren.

Gewoonlijk zijn de materialen die tijdens detonatiespuiten op componenten worden gespoten poeders van metalen, metaallegeringen en cermet's; evenals hun oxiden (aluminium, koper, ijzer, enz.).

Detonatiespuiten is een industrieel proces dat gevaarlijk kan zijn als het niet correct en in een veilige omgeving wordt uitgevoerd. Als zodanig zijn er veel veiligheidsmaatregelen die moeten worden nageleefd bij het gebruik van deze thermische spuittechniek.

6. Koud sproeiproces

Koud spuiten (CS) is een depositiemethode voor coatings. Vaste poeders (1 tot 50 micrometer in diameter) worden in een supersonische gasstraal versneld tot snelheden tot ca. 1200 m/s. Tijdens de botsing met het substraat ondergaan deeltjes plastische vervorming en hechten ze aan het oppervlak.

Om een ​​uniforme dikte te verkrijgen wordt de spuitmond langs het substraat gescand. Metalen, polymeren, keramiek, composietmaterialen en nanokristallijne poeders kunnen worden afgezet met koud spuiten.

De kinetische energie van de deeltjes, geleverd door de uitzetting van het gas, wordt tijdens de binding omgezet in plastische vervormingsenergie. In tegenstelling tot thermische spuittechnieken, zoals plasmaspuiten, boogspuiten, vlamspuiten of hogesnelheidszuurstofbrandstof (HVOF), worden de poeders niet gesmolten tijdens het spuitproces.

Voordelen van sproeilassen

• Gladde lasrups
• Hoge penetratie (gebruikt op metaal 3/16″ of hoger)
• Hoge lasafzettingspercentages
• Minimale spatten
• Verlaagde kosten:spray wordt gebruikt om een ​​goedkoper materiaal te versterken
• Lage warmte-inbreng:coatings dringen niet door in het basismateriaal
• Veelzijdig:de meeste metalen, kunststoffen en keramiek kunnen worden gespoten
• Werkt binnen een breed diktebereik:.001 tot .1 inch, kan meer dan 1 inch dik zijn
• Snelle verwerkingssnelheid:spray gaat van 3 tot 60 lb/uur (afhankelijk van het gebruikte proces)

Nadelen van sproeilassen

• Vereist lasserstraining
• De gaskosten kunnen hoger zijn door hogere argonniveaus (> 85%)
• Alleen aanbevolen voor vlakke positie en horizontale filets
• Hoge hitte kan ongemak voor de lasser veroorzaken
• Ondersnijding kan worden veroorzaakt, vooral aan de bovenrand van lassen
• Verlijming van coating is mechanisch, niet metallurgisch
• Lichtlijnproces
• Slechte weerstand van coatings tegen puntbelasting

Veelgestelde vragen.

Sproeilassen is een term die wordt gebruikt om verschillende lasprocedures in de vorm van thermisch spuiten te classificeren. Het is een industriële activiteit waarbij een poeder of draad met hoge snelheid met gecomprimeerd gas wordt verstoven en op een metalen oppervlak wordt gespoten.

Sproeibooglassen is een van de processen die worden gebruikt om metaal van de elektrode of draad naar de las over te brengen. Minutieuze gesmolten metaaldruppels reizen via de boog en op het basismetaal of de verbinding waaraan wordt gewerkt. Spray Transfer is ideaal voor gebruik op dikkere metalen voor stoot- of filetverbindingen.

Gebruik spraytransfer voor hogere productiesnelheden. Meer dan 80% argonmix stelt de spanning in op 23-4 volt om te beginnen. Stel de stroomsterkte in met een draadaanvoersnelheid van ongeveer 300-400 inch. Verhoog/verlaag nogmaals de draadaanvoersnelheid tot 150 ampère is bereikt.

Thermisch spuiten kan dikke coatings opleveren (diktebereik is ongeveer 20 micron tot enkele mm, afhankelijk van het proces en de grondstof), over een groot gebied met een hoge afzettingssnelheid in vergelijking met andere coatingprocessen zoals galvaniseren, fysische en chemische dampafzetting .

Oxyfuel sproeilassen met hoge snelheid. Gas bereikt supersonische snelheden terwijl tegelijkertijd poeder in de vlam wordt geïnjecteerd. Het proces zorgt voor dichte thermische spuitcoatings met een porositeit van minder dan 1%. Het resultaat is een hoge hechtsterkte en fijne als gespoten oppervlakteafwerkingen.