Napawanie

Opis technologii

Napawanie jest to technika obróbki przyrostowej, polegająca na powlekaniu przedmiotów metalowych warstwą metalu przy zastosowaniu technik wykorzystywanych w spawalnictwie lub obróbki plazmą/laserem z jednoczesnym topieniem podłoża. Technologie napawania cechuje dokładne stopienie metalurgiczne napawanej powłoki (napoiny) z nadtopionym materiałem podłoża, którego udział w metalu napoiny może dochodzić nawet do 60%.

Ze względu na stosowane źródło ciepła napawanie dzieli się na:

  1. napawanie gazowe – polegające na nakładaniu na nadtopioną powierzchnię napawanego przedmiotu warstwy ciekłego metalu stopionego za pomocą płomienia gazowego. Materiał dodatkowy może mieć postać drutu litego, drutu z rdzeniem proszkowym, odlanej pałeczki lub proszku z materiałów metalowych lub cermetali;
  2. napawanie łukowe ręczne elektrodą otuloną – polega na stapianiu ciepłem łuku elektrycznego materiału elektrody oraz metalu napawanego przedmiotu, w wyniku czego na napawanej powierzchni przedmiotu powstaje powłoka metaliczna stopiona z podłożem;
  3. napawanie łukiem krytym – polega na tworzeniu napoiny poprzez stapianie materiału elektrody topliwej i nadtapianie napawanej powierzchni przedmiotu ciepłem łuku elektrycznego, pod ochronną warstwą topnika;
  4. napawanie elektrożużlowe – polega na stapianiu materiału dodatkowego ciepłem kąpieli żużlowej nagrzewanej oporowo, która jednocześnie nadtapia napawane podłoże, tworząc z dodatkowym stopionym materiałem napoinę,
  5. napawanie łukowe elektrodą nietopliwą w osłonie gazowej (GTA) – polega na stapianiu materiału dodatkowego i nadtapianiu metalu podłoża ciepłem łuku jarzącego się między nietopliwą elektrodą wolframową a napawanym przedmiotem (podłożem), w osnowie gazu obojętnego;
  6. napawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazowej (GMA) – polega na stapianiu materiału elektrody i nadtapianiu metalu podłoża ciepłem łuku spawalniczego jarzącego się między elektrodą topliwą a napawanym przedmiotem w osłonie gazu obojętnego lub aktywnego, które razem tworzą napoinę;
  7. napawanie łukowe drutem proszkowym samoosłonowym (SSA) – polega na stapianiu drutu proszkowego i nadtapianiu podłoża ciepłem łuku spawalniczego jarzącego się (bez dodatkowej osłony gazowej) między powłoką rurkową drutu, mieszczącą rdzeń proszkowy topnikowy, a napawanym przedmiotem, które stopione razem tworzą napoinę;
  8. napawanie tarciowe – materiał dodatkowy w postaci pręta litego lub kompozytowego jest obracany ze stałą prędkością i dociskany siłą tarcia do napawanej powierzchni i jednocześnie przesuwany wzdłuż tej powierzchni ze stałą prędkością. Pod wpływem ciepła tarcia, wydzielającego się między napawaną powierzchnią a powierzchnią czołową pręta następuje ciągłe uplastycznienie cienkiej warstwy powierzchni czołowej pręta, która przesuwana wzdłuż linii napawania łączy się z metalem podłoża i tworzy napoinę w stanie stałym;
  9. napawanie wybuchowe – jest to proces, w którym w wyniku ciśnienia wytworzonego przez detonację materiału wybuchowego następuje dociśnięcie z dużą energią i prędkością napawanej warstwy metalu do napawanego przedmiotu metalowego, co powoduje intensywne odkształcenie lub nawet nadtopienie obszaru styku i trwałe połączenie metaliczne.

Technologie alternatywne

Wizualizacja działania

Typy materiałów obrabianych

  • stale
  • metale nieżelazne
  • cermetale

Przykładowe produkty

  • wały i wrzeciona
  • matryce do wtryskiwania tworzyw sztucznych
  • narzędzia skrawające
  • frezy
  • elementy maszyn do produkcji papieru (wałki i elementy prowadzące)
  • elementy rurociągów
  • elementy zbiorników
  • elementy wymienników ciepła
  • inne elementy maszyn

Wdrażanie technologii

Potrzebne zasoby

  • stanowisko spawalnicze
  • stanowisko do obróbki laserowej/plazmowej
  • oprzyrządowanie
  • gazy osłonowe
  • gazy robocze

Wymagane kompetencje

  • szkolenie w zakresie nakładania powłok metodami spawalniczymi/laserowymi

Aspekty środowiskowe

Zużycie wody

Zużycie energii

Wytwarzane odpady

Ocena ekspercka

Konkurencyjność

Użyteczność

Wpływ środowiskowy

Ośrodki rozwoju

  • Politechnika Opolska
  • Politechnika Poznańska
  • Politechnika Krakowska
  • Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
  • Sieć Badawcza Łukasiewicz – Warszawski Instytut Technologiczny

Uwarunkowania prawne

Przedsiębiorstwa korzystające z technologii