บทบาทของโบรอนคาร์ไบด์ (B₄C) ในแท่งเชื่อม
โบรอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุเซรามิก ที่มีความทนทานต่อการสึกหรอ
สูงที่สุดชนิดหนึ่ง ความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอที่สูงทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญของแท่งเชื่อมหุ้มที่ทนทานต่อการสึกหรอ ในระหว่างกระบวนการหุ้ม อนุภาคโบรอนคาร์ไบด์จะถูกฝังอยู่ในเมทริกซ์โลหะเชื่อมเป็นเฟสแข็งเพื่อสร้างโครงสร้างวัสดุคอมโพสิต ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอของพื้นผิวได้อย่างมาก และเหมาะสำหรับการซ่อมแซมชิ้นส่วนที่สึกหรอได้ง่าย เช่น เครื่องจักรขุดและลูกกลิ้งบด
ความเสถียรของอุณหภูมิสูงและการป้องกันอาร์ค
จุดหลอมเหลวของคาร์ไบด์โบรอนสูงถึง 2,450℃ และสามารถคงความเสถียรได้ที่อุณหภูมิการเชื่อมสูง การเติมคาร์ไบด์โบรอนลงในการเคลือบจะช่วยเพิ่มความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงของการเคลือบ ลดการสลายตัวก่อนเวลาอันควรของการเคลือบ ช่วยให้มั่นใจถึงความเสถียรของอาร์คและการปล่อยก๊าซป้องกันอย่างต่อเนื่อง (เช่น CO₂) แยกอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันการออกซิเดชันของแอ่งหลอมเหลว
การผสมโลหะผสมและการปรับแต่งเกรน
ภายใต้การกระทำของอาร์คอุณหภูมิสูง โบรอนคาร์ไบด์อาจสลายตัวบางส่วนและปล่อยโบรอน (B) และคาร์บอน (C) โบรอนสามารถแทรกซึมเข้าไปในแอ่งหลอมเหลวและมีบทบาทในการปรับแต่งเกรน จึงช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของรอยเชื่อม ในเวลาเดียวกัน การเติมคาร์บอนสามารถปรับปริมาณคาร์บอนในโลหะเชื่อม เพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรอให้เหมาะสม แต่ต้องควบคุมปริมาณเพื่อหลีกเลี่ยงความเปราะบางที่เพิ่มขึ้น
ผลดีออกซิไดซ์และการทำให้บริสุทธิ์เสริม
โบรอนมีความสัมพันธ์กับออกซิเจนได้ดีและสามารถรวมกับออกซิเจนในแอ่งหลอมเหลวเพื่อสร้างออกไซด์ของโบรอน (เช่น B₂O₃) ลดการรวมตัวของออกไซด์ และปรับปรุงความบริสุทธิ์ของรอยเชื่อม แม้ว่าผลดีออกซิไดซ์นี้จะไม่มากเท่ากับสารดีออกซิไดเซอร์แบบดั้งเดิม (เช่น ซิลิกอนและแมงกานีส) แต่ก็สามารถใช้เป็นกลไกการทำให้บริสุทธิ์เสริมได้
สถานการณ์การใช้งานพิเศษ
ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์หรือสาขาการป้องกันนิวตรอน โบรอนคาร์ไบด์อาจใช้ในแท่งเชื่อมพิเศษเนื่องจากความสามารถในการดูดซับนิวตรอนที่ยอดเยี่ยมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันนิวตรอนของรอยเชื่อม แม้ว่าการใช้งานนี้จะค่อนข้างเฉพาะกลุ่มก็ตาม