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 druppels 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 methoden om gesmolten materiaal over te brengen in de vorm van vele kleine druppeltjes, waarvan de diameter kleiner is dan die van de lasdraad. Omdat er geen kortsluiting is, is de boog stabiel en spatvrij.

Een voorwaarde voor succesvol sproeibooglassen is dat de stroom- en spanningswaarden boven bepaalde limieten liggen. Hierdoor wordt er meer warmte aan het werkstuk toegevoerd dan bij kortbooglassen en zijn alleen materialen met een dikte van 5 mm of meer geschikt voor sproeibooglassen.

Door de hoge warmte-inbreng is ook het smeltbad groot, waardoor het lassen in horizontale positie moet worden uitgevoerd. Opgemerkt moet worden dat met CO2 als beschermgas geen zuivere sproeiboog kan worden bereikt.

Het beschermgas moet zuiver argon zijn, bij voorkeur met een kleine hoeveelheid CO2 (maximaal 25%) of O2. Sproeibooglassen is met name geschikt voor MIG-lassen van aluminium en roestvrij staal, waarbij het beschermgas voornamelijk argon is.

Sproeibooglassen kan met een dunnere lasdraad met succes worden uitgevoerd bij lagere stromen dan met een dikkere lasdraad.

De boogspanning moet net hoog genoeg worden ingesteld om een ​​kortsluitvrije boog te behouden. De lasdraad is meestal aangesloten op de positieve pool.

Voordelen

Sproeibooglassen is een zeer efficiënt proces. De belangrijkste voordelen van dit proces zijn:

• Hoge depositiesnelheid,
• Goede fusie en penetratie,
• goede uitstraling van de las,
• Mogelijkheid om elektrodedraden met een grotere diameter te gebruiken en
• Aanwezigheid van zeer weinig spatten.

Beperkingen

De beperkingen van sproeibooglassen zijn:

• Het wordt alleen gebruikt voor materiaal van 1/8 inch (3 mm) dik en dikker (handheld) en
• Het is beperkt tot vlakke en horizontale hoeklasposities
• Een goede aanpassing is altijd vereist omdat er geen open root-mogelijkheid is.

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 zorgt voor een superieure hechtsterkte en coatingdichtheid.

Het HVOF-proces wordt meestal gebruikt om metalen en metaallegeringen met een hoge smelttemperatuur af te zetten, zoals wolfraamcarbide en chroomcarbide.

Voordelen

• Ondersteunt zeer een 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 meestal aangebracht met plasmaspray vanwege hun hoge smelttemperaturen. (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 detonatiespray laag poreuze (minder dan 1%) en laag zuurstofgehalte (tussen 0,1-0,5%) beschermende coatings kan aanbrengen die beschermen tegen corrosie, slijtage en hechting bij lage belasting.

Dit proces maakt het mogelijk 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 metalen 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 cermets; 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 methode voor het aanbrengen van 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

• Spuitlassen zorgt voor een soepele las
• Het heeft een hoge penetratie en is geschikt voor metaal dikker dan 3/16
• Het heeft een hoge lasneerslag, wat de productiviteit verhoogt
• De aanwezigheid van zeer weinig spatten
• Goedkoop:gebruik van goedkoper materiaal en versterken door spray
• Spuitlassen is veelzijdig, de meeste metalen, keramiek en kunststoffen kunnen worden gespoten
• Werkt in verschillende diktes
• Snelle verwerkingssnelheid:spuittijden van 3 tot 60 lb/uur (afhankelijk van het gebruikte proces)

Nadelen van sproeilassen

• Vereist speciale lasserstraining voor spuiten
• De gaskosten zijn hoger (>85%) door hogere argonconcentraties.
• Alleen aanbevolen voor een vlakke positie en horizontale afrondingen
• Hoge hitte kan lassers ongemakkelijk maken
• Mogelijkheid tot ondersnijding, vooral aan de rand van lassen
• De coating is mechanisch gebonden, niet metallurgisch
• zichtlijnproces
• De lage weerstand van de coatings tegen nauwkeurige belasting

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 methoden om gesmolten materiaal over te brengen in de vorm van vele kleine druppeltjes, waarvan de diameter kleiner is dan die van de lasdraad. Omdat er geen kortsluiting is, is de boog stabiel en spatvrij.

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 .