Plasma transfer ARC
EKONOMISKA ANVÄNDNINGSOMRÅDEN FÖR PLASMA TRANSFER ARC
Tack vare PTAns höga prestanda kan material som annars är svåra att svetsa beläggas med gott resultat. Att metoden därför oftast används för hårdbeläggningar (hard facing) är därför en logiskt följd. Typiska applikationer är ventiler, munstycken etc. Trenden på senare tid vid renoveringar är dock att detaljer och material som tidigare applicerades med termisk sprutning mer och mer ersätts av PTA. Då handlar det om uppbyggnad av material med vanligt kolstål eller rostfritt/syrafast stål som läggs på arteget material.
En typisk reparation är ett lagersäte eller ett tätningsläge som havererat. Vid denna typ av reparationer kan med fördel renovera detaljen med ett ädlare material för att lokalt höja prestandan tex att ett tätningsläge på en axel av kolstål beläggs med rostfritt material för att inte bara erhålla rätt geometri utan även bättre stå emot omgivningen. PTA-metoden kan även ersätta påkrympta bronshylsor genom att bronset läggs direkt på stålet och därmed eliminerar risken att den lossnar eller snurrar med axeln vid höga belastningar.
Referensobjekt
- Länkstång, Göteborgs Spårvägar
Rost och slitage i gängor eliminerades genom uppbyggnad med syrafast stål ur vilket gängor och hålkärl bearbetades. Reparation kostar lite drygt hälften jämfört med nytt men nu behöver kunden aldrig oro sig för att få konstruktionen utdömd pga rost vilket i dagsläget orsakar stora kostnader trots att detaljen rent tekniskt kunnat användas längre
- Krossaxel, Dalkia
Tidigare reparation med termisk sprutning hade fallerat pga mycket hög belastning på lagren. Krossning av sten ger mycket vibrationer och höga laster vilket ”smulat” sönder det sprutade skiktet så denna metod var inte aktuell. En ny axel kostar ca 150 000kr medan reparation av fyra stora lagersäten kostade ca 40 000kr.
- Stränggjutningsrulle, SKF (Ovako Hofors)
På grund av lagerhaveri hade rullen (2 meter lång 2,5 ton) stora skador på det ena koniska lagersätet. Invändigt i denna ända fanns en splineskoppling vilken under inga omständigheter fick formförändras. Godstjockleken i det aktuella området var ca 30 mm. Läget svetsades upp med en extra försiktig process och temperaturen vid splinesen överskred aldrig 75 grader och inga formförändringar kunde uppmätas. Reparationen kostade 12 000kr och vad en ny kostar är inte känt men det handlar om åtskilliga hundra tusen kronor.
Se PDF: Presentation
TEKNOLOGI FÖR PLASMA TRANSFER ARC
PTA står för Plasma Transferred Arc och är en kontinuerlig svetsprocess som med fördel används vid metallisk beläggning av utsatta områden, för att förbättra ytegenskaperna, på alla typer av komponenter av stål. Processen går ut på att smälta både grund- och tillsatsmaterial och på så sätt få fullständig metallisk bindning samtidigt som skiktet blir helt fritt från porer och slagg.
Metoden ger mycket rena svetsar av hög kvalitet samtidigt som påverkan på grundmaterialet är minimal. Antalet skikt har ingen begränsning och metoden kan därför användas både vid reparationer (många skikt vid stora skador) och ytbeläggning som ett moment vid nytillverkning.
Teknik
Utrustningen påminner om en TIG-svets då munstycket är försett med en Volfram-elektrod. Men istället för att överföra energin, som skall smälta stålet, genom en ljusbåge som är fallet vid MIG och TIG-svetsning leds den genom ett plasma som skapats kring elektroden. Då även munstycket är anslutet till spänningskällan sker en elektrisk urladdning mellan elektroden och munstycket. Runt elektroden flödar en gas (ofta Argon eller en Argon-blandning) och denna gas joniseras av den elektriska urladdningen vid elektroden spets. Ett plasma är joniserad gas och det är plasmat som mycket fokuserat för över energin som smälter upp både grund- och tillsatsmaterial.
Den stora fördelen med PTA jämfört med konventionella svetsmetoder (MIG, TIG, MMA mfl) är att energin kan styras mycket bättre. Detta medför att mindre grundmaterial behöver smältas för att få en fullgod svets vilket ger avsevärt mycket mindre uppblandning dvs renare svetsar. Även om temperaturen kan vara högre i smältan är den totala värmen in i godset betydligt lägre vilket ger en avsevärd minskning av formförändringar. Dessutom är PTA en kontinuerlig process vilket gör att uppvärmningen är jämt fördelad och därmed ytterligare minskar rörelser i arbetsstycket.
Tillsatsmaterialet kan komma både i tråd- och pulverform och vilket som används beror på vilket material som skall svetsas på och vilken utrustning som rent praktiskt är lämpad för det aktuella renoveringsobjektet.
BEGRÄNSNINGAR FÖR PLASMA TRANSFER ARC
- Detaljen som skall repareras eller beläggas
- PTA är en svetsmetod vilket innebär att risk för formförändringar finns, särskilt om detaljen inte är homogen. Riskerna är dock väsentligen lägre än vid konventionell svetsning
- PTA är en kontinuerlig, styrd process som är svår att köra manuellt för hand vilket innebär att området som skall beläggas bör vara rotationssymmetrisk eller åtminstone inte ha alltför komplex geometri