Plazma qoplamasi: uskunalar va texnologik jarayon

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Plazma qoplamasining samaradorligi va muammolari material muhandislari uchun juda dolzarbdir. Ushbu texnologiya tufayli nafaqat yuqori yuklangan qismlar va agregatlarning xizmat muddatini va ishonchliligini sezilarli darajada oshirish, balki yuz foiz eskirgan va yo'q qilingan mahsulotlarni qayta tiklash mumkin.

Texnologik jarayonga plazma qoplamasining joriy etilishi mashinasozlik mahsulotlarining raqobatbardoshligini sezilarli darajada oshiradi. Jarayon tubdan yangi emas va uzoq vaqtdan beri qo'llanilgan. Lekin u oʻzining texnologik imkoniyatlarini doimiy ravishda takomillashtirmoqda va kengaytirmoqda.

Umumiy qoidalar

Plazma ionlangan gazdir. Ma'lumki, plazmani turli usullar bilan gaz molekulalariga elektr, issiqlik yoki mexanik ta'sirlar natijasida olish mumkin. Uning hosil bo'lishi uchun musbat atomlardan manfiy zaryadlangan elektronlarni yirtib tashlash kerak.

Ba'zi manbalarda topishingiz mumkinplazma qattiq, suyuq va gazsimon moddalar bilan birga to'rtinchi agregatsiya holatidir. Ionlangan gaz bir qator foydali xususiyatlarga ega va fan va texnikaning ko'plab sohalarida qo'llaniladi: siklik yuklarni boshdan kechiradigan og'ir yuklangan mahsulotlarni tiklash va qotib qolish uchun metallar va qotishmalarni plazma bilan qoplash, diffuziya bilan to'yinganlik uchun porlashda ion-plazma nitridlash. Kimyoviy jarayonlarni amalga oshirish uchun qismlarning sirtini qattiqlashtirish va tozalash (elektronika ishlab chiqarish texnologiyasida qo'llaniladi).

Ishga tayyorgarlik

Yuzlashni boshlashdan oldin uskunani sozlashingiz kerak. Malumot ma'lumotlariga ko'ra, burnerning ko'krak qafasining mahsulot yuzasiga to'g'ri egilish burchagini tanlash va o'rnatish, burnerning uchidan qismgacha bo'lgan masofani tekislash kerak (u 5 dan 8 gacha bo'lishi kerak). millimetr) va simni joylashtiring (agar sim materiali yuza bo'lsa).

Agar qoplama koʻkrak qafasining koʻndalang yoʻnalishdagi tebranishlari bilan amalga oshirilsa, boshni shunday oʻrnatish kerakki, payvand choki toʻgʻridan-toʻgʻri chokning tebranish amplitudalarining oʻta oʻrta nuqtalari oʻrtasida boʻlsin. bosh. Bundan tashqari, boshning tebranish harakatlarining chastotasi va hajmini o'rnatadigan mexanizmni sozlash kerak.

Plazma yoyini qoplash texnologiyasi

Qoplama jarayoni juda oddiy va uni har qanday tajribali payvandchi muvaffaqiyatli bajarishi mumkin. Biroq, u talab qiladimaksimal konsentratsiya va e'tiborning ijrochisi. Aks holda, ish qismini osongina buzishingiz mumkin.

Ishchi gazni ionlash uchun kuchli yoy razryadi ishlatiladi. Manfiy elektronlarning musbat zaryadlangan atomlardan ajralishi ishchi gaz aralashmasining oqimiga elektr yoyining termal ta'siri tufayli amalga oshiriladi. Biroq, bir qator sharoitlarda oqim nafaqat termal ionlanish ta'sirida, balki kuchli elektr maydonining ta'sirida ham mumkin.

Gaz 20-25 atmosfera bosimi ostida beriladi. Uning ionlanishi uchun taxminan 500 amperlik oqim bilan 120-160 voltsli kuchlanish talab qilinadi. Ijobiy zaryadlangan ionlar magnit maydon tomonidan tutiladi va katodga shoshiladi. Elementar zarrachalarning tezligi va kinetik energiyasi shunchalik kattaki, ular metall bilan to'qnashganda, ular unga juda katta haroratni berishga qodir - +10 … +18 000 daraja Selsiy. Bunda ionlar sekundiga 15 kilometrgacha (!) tezlikda harakatlanadi. Plazma qoplamali o'rnatish "plazma mash'alasi" deb nomlangan maxsus qurilma bilan jihozlangan. Aynan shu tugun gazning ionlanishi va elementar zarrachalarning yo'n altirilgan oqimini olish uchun javobgardir.

Arkning kuchi asosiy materialning erishini oldini oladigan darajada bo'lishi kerak. Shu bilan birga, diffuziya jarayonlarini faollashtirish uchun mahsulot harorati imkon qadar yuqori bo'lishi kerak. Shunday qilib, harorat temir-sementit diagrammasidagi suyuqlik chizig'iga yaqinlashishi kerak.

Maxsus tarkibli nozik kukun yoki elektrod simi yuqori haroratli plazma oqimiga yuboriladi, unda materialeriydi. Suyuq holatda sirt qotib qolgan sirtga tushadi.

Plazma purkash

Plazma purkashni amalga oshirish uchun plazma oqimi tezligini sezilarli darajada oshirish kerak. Bunga kuchlanish va oqimni sozlash orqali erishish mumkin. Parametrlar empirik tarzda tanlanadi.

Plazma bilan purkash uchun materiallar oʻtga chidamli metallar va kimyoviy birikmalardir: volfram, tantal, titan, boridlar, silisidlar, magniy oksidi va alyuminiy oksidi.

Püskürtmening payvandlash bilan solishtirganda shubhasiz afzalligi bir necha mikrometrlar bo'yicha eng nozik qatlamlarni olish qobiliyatidir.

Ushbu texnologiya kesuvchi torna va almashtiriladigan karbid qoʻshimchalarni, shuningdek, musluklar, matkaplar, dastgohlar, raybalar va boshqa asboblarni frezalashda qoʻllaniladi.

Ochiq plazma reaktivini olish

Bunday holda, ishlov beriladigan qismning o'zi anod vazifasini bajaradi, uning ustiga material plazma bilan yotqiziladi. Ushbu ishlov berish usulining aniq kamchiliklari sirtni va qismning butun hajmini isitish bo'lib, bu strukturaviy o'zgarishlarga va istalmagan oqibatlarga olib kelishi mumkin: yumshatilish, mo'rtlikning kuchayishi va hokazo.

Yopiq plazma oqimi

Bunday holda, gaz gorelkasi, aniqrog'i, uning ko'krak qafasi anod vazifasini bajaradi. Ushbu usul qismlarning ishlashini tiklash va yaxshilash uchun plazma-changli qoplama uchun ishlatiladimashina tugunlari. Ushbu texnologiya qishloq xo'jaligi muhandisligi sohasida ayniqsa mashhur bo'ldi.

Plazma qattiq qoplamaning afzalliklari

Asosiy afzalliklardan biri issiqlik energiyasining kichik maydonda konsentratsiyasi boʻlib, bu materialning asl tuzilishiga haroratning taʼsirini kamaytiradi.

Jarayonni yaxshi boshqarish mumkin. Agar so'ralsa va tegishli uskuna sozlamalari bilan, sirt qatlami millimetrning bir necha o'ndan ikki millimetrgacha o'zgarishi mumkin. Boshqariladigan qatlamni olish imkoniyati hozirgi vaqtda ayniqsa dolzarbdir, chunki bu ishlov berishning iqtisodiy samaradorligini sezilarli darajada oshirish va po'latdan yasalgan buyumlar sirtlarining optimal xususiyatlarini (qattiqlik, korroziyaga chidamlilik, aşınma qarshilik va boshqalar) olish imkonini beradi.

Yana bir muhim afzallik - plazma bilan payvandlash va turli xil materiallarni: mis, guruch, bronza, qimmatbaho metallar, shuningdek, metall bo'lmaganlarni qoplash qobiliyati. An'anaviy payvandlash usullari buni har doim ham qila olmaydi.

Qattiq qoplama uskunalari

Plazma-changli qoplama uchun o'rnatish drossel, osilator, plazma mash'alasi va quvvat manbalarini o'z ichiga oladi. Shuningdek, u ish joyiga metall kukunlari granulalarini avtomatik kiritish uchun qurilma va doimiy suv aylanishiga ega sovutish tizimi bilan jihozlangan bo'lishi kerak.

Plazma qattiq qoplama uchun quvvat manbalari qattiq talablarga javob berishi kerakbarqarorlik va ishonchlilik. Payvandlash transformatorlari bu vazifani eng yaxshi bajaradi.

Kukunli materiallarni metall yuzalarga qo'yishda birlashtirilgan yoy deb ataladigan narsa qo'llaniladi. Ochiq va yopiq plazma oqimlari bir vaqtning o'zida ishlatiladi. Ushbu yoylarning kuchini sozlash orqali ishlov beriladigan qismning kirib borish chuqurligini o'zgartirish mumkin. Optimal sharoitlarda mahsulotlarning deformatsiyasi paydo bo'lmaydi. Bu nozik muhandislik qismlari va yig'malarini ishlab chiqarishda muhim ahamiyatga ega.

Material oziqlantiruvchi

Metal kukuni maxsus qurilma tomonidan dozalanadi va erish zonasiga beriladi. Oziqlantiruvchining ishlash mexanizmi yoki printsipi quyidagicha: rotor pichoqlari kukunni gaz oqimiga suradi, zarralar isitiladi va ishlov berilgan yuzaga yopishadi. Kukun alohida nozul orqali oziqlanadi. Hammasi bo'lib gaz gorelkasiga uchta nozul o'rnatilgan: plazma bilan ta'minlash, ishchi kukun bilan ta'minlash va himoya gaz uchun.

Agar siz simdan foydalansangiz, suv osti payvandlash mashinasining standart uzatish mexanizmidan foydalanish tavsiya etiladi.

Sirni tayyorlash

Plazma bilan qoplash va materiallarni purkashdan oldin sirtni yog 'qoralari va boshqa ifloslantiruvchi moddalardan yaxshilab tozalash kerak. Agar an'anaviy payvandlashda bo'g'inlarni zang va shkaladan faqat qo'pol, sirtni tozalashga ruxsat berilsa, u holda gaz plazmasi bilan ishlaganda ishlov beriladigan qismning yuzasi ideal (iloji boricha) toza, begona qo'shimchalarsiz bo'lishi kerak. Eng nozik oksidli plyonka qodirqattiq qoplama va asosiy metall o'rtasidagi yopishtiruvchi o'zaro ta'sirni sezilarli darajada zaiflashtiradi.

Sirtni qoplamaga tayyorlash uchun metallning ahamiyatsiz sirt qatlamini kesish yo'li bilan ishlov berish, so'ngra yog'sizlantirish orqali olib tashlash tavsiya etiladi. Agar qismning o'lchamlari imkon bersa, yuzalarni ultratovushli vannada yuvish va tozalash tavsiya etiladi.

Metal qoplamasining muhim xususiyatlari

Plazma bilan qoplash uchun bir nechta variant va usullar mavjud. Sirtni qoplash uchun material sifatida simdan foydalanish kukunlarga nisbatan jarayonning mahsuldorligini sezilarli darajada oshiradi. Buning sababi, elektrod (sim) anod vazifasini bajaradi, bu cho'ktirilgan materialning tezroq isishiga yordam beradi, ya'ni u ishlov berish rejimlarini yuqoriga qarab sozlash imkonini beradi.

Biroq, qoplama sifati va yopishish xususiyatlari chang qo'shimchalar tomonida aniq. Yupqa metall zarralaridan foydalanish sirtda istalgan qalinlikdagi bir xil qatlamni olish imkonini beradi.

Yuzatish kukuni

Olingan yuzalarning sifati va aşınmaya bardoshliligi nuqtai nazaridan kukunli qoplamadan foydalanish afzalroqdir, shuning uchun ishlab chiqarishda chang aralashmalari tobora ko'proq foydalanilmoqda. Kukun aralashmasining an'anaviy tarkibi kob alt va nikel zarralaridir. Ushbu metallarning qotishmasi yaxshi mexanik xususiyatlarga ega. Bunday kompozitsion bilan ishlov berilgandan so'ng, qismning yuzasi mukammal silliq bo'lib qoladi va uni mexanik ishlov berish va nosimmetrikliklar bartaraf etishga hojat yo'q. Kukun zarralarining ulushi bir necha mikrometrni tashkil qiladi.