レーザクラッディング装置のプロセス設計原理と技術分析

10月 28, 2019

1. 従来の熱源溶接プロセスの特徴

オキシ・アセチレン溶着溶接では、その火炎特 性から、中性火炎、浸炭性火炎、酸化性火炎の3 種類の火炎が識別される。炭化タングステン粒子のバーンオフと脱炭を効果的に制御するため、一般的に2700~3500℃の温度範囲を持つ浸炭炎が使用される。浸炭炎は、析出した溶接層の炭素含有量を増加させるが、その比較的低い熱源温度は、析出プロセスの効率に影響を与える可能性がある。.

対照的に、タングステン不活性ガス(TIG)溶接は、4000℃を超える温度に達することがある。このプロセスでは、溶接ワイヤーへの入熱を正確に制御することが重要である。標準的な作業手順では、アークを使用して母材を鏡のような溶融状態まで加熱した後、溶接ワイヤーを十分に加熱してから、ワイヤーをアーク・ゾーンに素早く供給する。.

2. 技術的課題とプロセスの難しさ

溶接プロセスでは、アーク中での溶接ワイヤの過度な溶融と焼損を防ぐことが重要な課題である。様々な炭化タングステン・ロッドまたはワイヤーが市販されているが、前述の溶接方法で使用する場合、炭化タングステン材料の溶融メカニズムに固有の制限があるため、最適な肉盛結果が得られないことが多い。.

業界では、炭化タングステン粒子の焼き付きを防止し、溶着溶接層への強固な付着を確保できる新しいプロセスが急務となっている。しかし、炭化タングステンは一般的な溶鋼よりも密度が著しく高いため、供給中に炭化タングステン粒子が溶融池の底に沈殿しやすいことに注意する必要がある。その結果、炭化タングステンとクラッド材との間に成層効果が生じ、堆積した溶接層中に炭化タングステン粒子を均一に分散させることが難しくなる。その結果、溶接層が所望の耐摩耗特性を達成できない可能性がある。.

3. サスペンション・クラッディング技術の革新的デザイン
機器構成と前処理

鋼製ワークピースは、溶接される面が上向きになるように、取り付け台に正確に固定されます。クランプが完了すると、鋼製ワークピースに適切な予熱処理が施され、その後の溶接作業に最適な条件が作り出されます。.

炭化タングステン供給システムの最適化

タングステンカーバイド製デリバリーチューブの下部は、垂直面に対して30°~45°の角度で配置される。さらに、デリバリー・チューブの端部は、溶接される鋼製ワークピースの表面から20~35mmの最適な距離に保たれます。.

溶接システムの統合

溶接装置を正確に調整することで、水冷溶接トーチは鋼製ワークの被覆領域の真上に位置する。トーチは、前方および後方の両方向で除去領域をカバーする必要があります。溶接ワイヤは、ワイヤ送給装置によって水冷溶接トーチに安定的に送給され、溶接開始前に溶接トーチの冷却水循環システムが作動し、装置の最適な熱管理が保証される。.

4. 電磁制御とアーク安定化技術

水冷溶接母材の両側には、一次および二次ヘリカル・コイルを含む電磁偏向装置が設置されている。これらのコイルに交流電流が流れると、安定した電磁場が発生し、アークの挙動を効果的に制御する。.

制御システムの調整により、ワイヤー送給装置は水冷溶接母材の下の溶接エリアに溶接ワイヤーを正確に送給します。その後、高電流が溶接トーチのガン本体、溶接ワイヤー、アーク・スターターを流れ、最終的にアーク・プレート上に安定した効率的なアークを形成します。これにより、高品質の肉盛のための信頼できる熱源が確保されます。.

5. レーザークラッディング技術の進歩におけるグリーンストーン・テックの役割

Greenstone-Techは、レーザークラッディング装置のプロセスパラメータとシステム統合ソリューションの継続的な最適化に取り組んでいます。従来のプロセスの技術的ボトルネックを深く分析することで、Greenstone-Techはより高度で信頼性の高い表面技術ソリューションをお客様に提供することに注力しています。.

グレアム・ルオ

グラハム・ルオ博士-シニアエンジニア、チタンMIMスペシャリスト グラハム・ルオ博士は、チタン合金を専門とする金属射出成形(MIM)分野の権威として知られています。現在、非鉄金属研究所のシニア・エンジニアである彼は、ドイツ・ヘルムホルツ研究センター協会で博士号を取得し、博士研究員としてヨーロッパの一流研究機関で深い理論的基礎と経験を積んだ。彼の研究はMIM技術の核心に迫るもので、チタン原料のレオロジー、低炭素・低酸素含量での触媒的・熱的脱バインダープロセス、およびMIMの...

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