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等离子粉末堆焊设备的应用

日期:2018/6/26 14:47:01

粉末等离子堆焊工艺已应用于工业制造业的多个领域,主要目的在于获得有特定性能(耐磨、耐蚀、耐温等性能)的合金硬面层。

从应用角度有以下分类:

1) 按工件堆焊面的几何形状分类。

主要分为:园平面、园锥面、园柱面、园柱螺旋面、平面线段或平面等。针对不同类型的工件,在工艺控制程序上有所区别。对于复杂的平面线段(连续或不连续的直线段或曲线段),要实现全自动堆焊,就要采用数控系统。对同一类型工件,在几何尺寸上相差甚大者,则要选择相适应的机型。

2) 按工件所属的制造行业分类。

    根据目前的应用情况,主要有:阀门制造行业、气门制造行业、冶金轧制工具制造行业、石油机械行业、煤矿机械行业、电力机械行业等等。随着应用范围的扩大,将会有更多的制造行业在产品的修造中采用粉末等离子堆焊技术。

 在阀门制造行业的应用

    粉末等离子堆焊工艺在我国阀门制造行业成功的推广应用已有四十余年的历史,主要用于密封面堆焊钴基、镍基、铁基硬面合金。对于高温高压阀门或耐腐蚀阀门,密封面堆焊钴基或镍基合金,具有优质、高效、节材、工艺稳定、劳动强度低等突出的优越性。对于量大面广的中温中压阀门(闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀等),采用已研制成功有良好工艺及使用性能的铁基合金粉末堆焊,代替手工堆焊2Cr13,使耐擦伤性能成倍提高,大大延长了阀门使用寿命,而且降低了综合的密封面制造成本,有显著的社会效益和企业经济效益。随着我国阀门制造业的飞速发展和对品质的不断提升,密封面制造工艺技术及其装备愈益显得重要, 粉末等离子堆焊工艺技术更显其优越性。

    用于阀门密封面堆焊的数字化控制的粉末等离子堆焊机,机型有多种,可满足不同类型和规格阀门堆焊的耍求,设备性能已达到国际先进水平,操作便捷。

在气门制造行业的应用

内燃机进排气阀密封面(大端锥面)要承受高温燃气腐蚀及磨粒磨损,一般要通过堆焊钴基合金(Stellite合金)或镍基合金来满足使用要求。由于对密封面堆焊质量有极严格的要求,通常的手工堆焊工艺难以达到,这曾是一个工艺难题。自研究采用粉末等离子堆焊工艺后,这一工艺难题才迎刃而解。自气门堆焊机采用逆变电源,喷射式送粉等离子焊枪及数字化控制系统后,实现了精细、精确控制,充分发挥了粉末等离子堆焊的优越性,生产工艺得以稳定,达到了98%以上的一次性成品率

    汽车内燃机、机车内燃机、船舶内燃机的气门,由于尺寸规格相差甚大,因而要采用不同规格的堆焊机械,不同功率的等离子焊枪及工艺程序软件。上海多木实业有限责任公司已开发五种全数字化控制的气门锥面等离子堆焊机,其性能完全满足工艺要求,达到国际先进水平。

 在冶金轧制工具制造行业的应用

    冶金轧制工具中存在多种易损件,由于粉末等离子堆焊为堆焊复合材料提供了方便的手段,因而显示了独特的优越性,例如无缝钢管轧顶(顶头),采用该工艺在其受高温磨损的表面,堆焊含碳化物的高温耐磨耐热疲劳合金,显著的提高使用寿命。对要求有特殊表面性能的轧辊,或磨损相当严重的易损件,采用粉末等离子堆焊工艺,或敷面采用粉末等离子堆焊工艺,对制造特种高合金硬面层,提供了便捷的手段。

 在煤矿运输机修造行业的应用

    在煤矿运输机修造中亦有多种易损件通过粉末等离子堆焊耐磨合金延长使用寿命,其中典型的应用例是运输机中部槽板。在槽板表面受磨损部位,堆焊有一定规则形状的高硬度的高碳高铬合金折线焊道,保护槽板不被磨出凹坑,耐磨效果十分明显。对较大型的槽板,表面堆焊的焊道形状比较复杂,而且堆焊的合金量大,为此开发了数控堆焊机和大功率高效率堆焊枪。数控堆焊机中开发了采用工控机(工业控制计算机)的数控堆焊系统,可以通过CAD作图的操作方式和自动生成G代码的编程软件,任意设定焊道形状和堆焊的路径,操作便捷,在电脑显示屏上图形清晰直观。用于槽板堆焊的大功率高效率粉末等离子堆焊枪,不同于阀门气门密封面的堆焊,而是采用大电流高弧压的工艺方案,转弧电流高达300A,转弧电压高达20V,堆焊速度高达500mm/min(焊枪不摆)。为了解决隔层面(夹层)的堆焊,而开发了2000mm长深孔堆焊枪,在高度不小于90mm的夹层内施焊。输煤机槽板数控粉末等离子堆焊机,机型有高架龙门全封闭式的和长轨落地龙门敞开式的,各有特点,供不同产品对象选用。

在石油机械行业的应用

    早在粉末等离子堆焊技术开始推广应用初期,就成功应用于钻杆接头堆焊耐磨合金带,并在钻具修造行业推广,效果突出,效益显著。

    在钻采设备中,平板阀密封面采用粉末等离子堆焊工艺堆焊镍基耐磨合金,代替手工氧炔焰堆焊,堆焊质量和生产效率显著提高,制造成本大幅度降低。

    在钻采设备中,钻具的耐磨堆焊,特别是在大批量生产上的全自动化堆焊,发挥粉末等离子堆焊可自动化连续作业的特点,结合先进的机械自动化技术,为钻具制造业的生产水平提升提供了很好的工艺手段。

 

 在易损件修造上的应用

    在电力、水泥、采矿、物料加工等工业领域里,有大量受强力磨损的易损件,采用在工作面堆焊耐磨合金是提高易损件使用寿命的有效办法。粉末等离子堆焊耐磨损性能优异而价格低廉的高铬合金,有极优的性价比。例如堆焊螺旋输送器辊道面;堆焊截齿受磨面等。