فرآیند جوشکاری قوس پلاسمای انتقالی (PTA) یکی از روش‌های پیشرفته‌ی جوشکاری سخت (Hard facing) است که در آن قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و قطعه کار، تحت تأثیر گاز پلاسما (معمولاً آرگون یا مخلوط آرگون-هیدروژن) برقرار شده و یک قوس انتقالی پرانرژی ایجاد می‌کند. هم‌زمان، پودر فلز پرکننده از طریق نازل تزریق شده، ذوب می‌شود و به‌صورت یک پوشش یکنواخت با اتصال متالورژیکی (Metallurgical Bonding) روی زیرلایه مستقر می‌شود. این فرآیند تحت کنترل دقیق پارامترها انجام شده و برای ایجاد سطوح مقاوم در برابر سایش، خوردگی و حرارت در صنایع سنگین به‌کار می‌رود.
- کاربردها
- بازسازی سطوح فرسوده در تجهیزات صنعتی (شفت‌ها، ولوها، بلبرینگ‌ها).
- صنایع نفت و گاز: مقاوم‌سازی در برابر سایش و محیط‌های خورنده.
- صنایع فولاد: پوشش‌دهی قطعات در معرض ضربه و تنش سایشی بالا (مانند تیغه‌های نورد یا چکش‌ها).
- تولید برق: تقویت سطوح پره‌های توربین و تجهیزات تحت تنش حرارتی.
- مزایا
- ضخامت پوشش از ۰.۵ تا چند میلی‌متر
- استفاده از سرمت ها (Stellite, Inconel, WC-Co)
- قابلیت بازسازی قطعات فرسوده
- مقاومت عالی به خوردگی/سایش
- دقت بالا در نواحی مشخص از قطعه
- امکان آلیاژ سازی
- حداقل دمای ورودی به قطعه در قیاس با دیگر روش های جوشکاری
- دقت جوش کمتر از 5%
- معایب
- تجهیزات پرهزینه (پاورساپلای با ولتاژ بالا، مشعل چند کاناله، سیستم تزریق پودر).
- حساسیت فرآیند نسبت به تمیزی سطح و پایداری جریان گاز.
- ایجاد ترک‌های حرارتی در صورت عدم کنترل گرادیان دمایی.
- محدودیت در پوشش‌دهی سطوح داخلی یا نواحی دارای هندسه پیچیده.
- چالش‌ها
- بهینه‌سازی نرخ رسوب‌دهی و عمق نفوذ هم‌زمان با حفظ ساختار ریزدانه.
- کنترل تنش‌های پسماند و جلوگیری از ترک‌خوردگی پوشش.
- انتخاب دقیق پارامترهای حرارتی برای اجتناب از رقیق‌شدگی بیش‌ازحد پوشش.
- سازگاری بین ترکیب شیمیایی ماده پرکننده و زیرلایه جهت جلوگیری از تشکیل فازهای شکننده.
- ویژگی‌های نهایی پوشش
- مقاومت سایشی، خوردگی و حرارتی بسیار بالا (وابسته به نوع آلیاژ رسوب داده‌شده).
- ضخامت پوشش قابل تنظیم بین 0.3 تا 5 میلی‌متر.
- سطح یکنواخت با رافنس پایین (قابل ماشین‌کاری دقیق).
- چسبندگی مکانیکی و متالورژیکی بسیار قوی.
- افزایش طول عمر کاری قطعه تا چند برابر حالت بدون پوشش.