ลวดเชื่อมไส้ฟลักซ์คาร์ไบด์โบรอน เบอร์ 80

1. คำอธิบายนี้หมายความว่าอย่างไร?

• โบรอนคาร์ไบด์ (B₄C):นี่คือส่วนประกอบสำคัญ โบรอนคาร์ไบด์เป็นหนึ่งในวัสดุที่แข็งที่สุดเท่าที่รู้จัก รองจากเพชรและคิวบิกโบรอนไนไตรด์เท่านั้น ความแข็งตามมาตราโมห์อยู่ที่ระหว่าง 9 ถึง 10 ความแข็งที่สูงมากนี้เองที่ทำให้รอยเชื่อมมีคุณสมบัติหลักคือ  ความต้านทานต่อการสึกหรอเป็นพิเศษ
• 80#:ตัวเลขนี้บ่งบอกถึงขนาดเม็ดทรายของอนุภาคขัดโบรอนคาร์ไบด์  ก่อนที่จะนำไปผสมในลวด # หมายถึงมาตรฐานขนาดเม็ดทรายแบบ US Mesh เม็ดทรายขนาด 80 Mesh มีขนาดอนุภาคเฉลี่ยประมาณ 180 ไมครอน (0.007 นิ้ว) ซึ่งเป็นเม็ดทรายหยาบ เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความทนทานต่อการขัดถูสูงมากกว่างานที่ต้องการผิวเรียบ
• ลวดเชื่อมไส้ฟลักซ์ (FCAW):นี่คือระบบส่งลวดเชื่อม เป็นท่อโลหะ (ปลอกหุ้ม) ที่บรรจุผง (แกนฟลักซ์) ไว้ภายใน ในกรณีนี้ แกนผงประกอบด้วยอนุภาคโบรอนคาร์ไบด์ผสมกับสารช่วยหลอมละลายอื่นๆ

2. วัตถุประสงค์และการประยุกต์ใช้

• ความต้านทานการสึกหรอขั้นสุดยอด:นี่คือหน้าที่หลัก ชั้นเชื่อมจะกลายเป็นวัสดุผสมที่อนุภาค B₄C ที่แข็งแกร่งอย่างเหลือเชื่อฝังอยู่ในเมทริกซ์โลหะที่ทนทาน (โดยปกติจะเป็นเหล็ก)
• คุณสมบัติการหล่อลื่นที่ดี:โบรอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัติในการหล่อลื่นตัวเองได้ในบางสภาวะ
• การดูดซับนิวตรอน: B₄C เป็นวัสดุที่ดูดซับนิวตรอนได้ดี แต่โดยทั่วไปแล้วไม่ใช่เหตุผลหลักในการนำไปใช้ในการเคลือบผิวแข็ง ความต้านทานต่อการเสียดสีเป็นปัจจัยหลักในการนำไปใช้

• การทำเหมืองและการแปรรูปแร่:ดอกสว่าน ลูกกลิ้งบด ค้อนบดละเอียด ใบพัดปั๊มสารละลาย และสกรูลำเลียงที่ใช้ในการขนส่งแร่ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง
• งานก่อสร้าง:ฟันรถขุด, ขอบใบมีดรถดันดิน, หัวตัดสำหรับเครื่องเจาะอุโมงค์
• การเกษตร:ใบไถ เครื่องมือไถพรวนที่ใช้ในดินทรายหรือดินหิน

3. วิธีการทำงาน: กระบวนการเชื่อม

1. การเชื่อม:ลวดเชื่อมแบบมีไส้ฟลักซ์จะถูกป้อนเข้าสู่ประกอเชื่อมอย่างต่อเนื่อง (กระบวนการเช่น FCAW หรือ SAW – การเชื่อมแบบจุ่มอาร์ค)
2. การหลอม:เปลือกโลหะด้านนอกจะหลอมละลาย ก่อตัวเป็นเนื้อโลหะของบ่อหลอม แกนฟลักซ์จะสร้างเกราะก๊าซป้องกันและตะกรันเพื่อปกป้องโลหะหลอมเหลวจากอากาศ
3. การผสมอนุภาค:อนุภาคโบรอนคาร์ไบด์ในแกนกลางจะถูกปล่อยเข้าไปในบ่อหลอมโลหะ เนื่องจากมีจุดหลอมเหลวสูงมาก (มากกว่า 2400°C) จึง  ไม่หลอมเหลวแต่จะคงอยู่ในรูปของอนุภาคของแข็ง
4. การแข็งตัว:บ่อหลอมโลหะจะแข็งตัว ทำให้อนุภาค B₄C ที่แข็งถูกกักไว้ภายในเนื้อโลหะที่เหนียวและยืดหยุ่นกว่า ส่งผลให้เกิดชั้นวัสดุผสมโลหะ (MMC) บนพื้นผิวของชิ้นส่วน

4. ข้อควรพิจารณาที่สำคัญและความท้าทาย

• ความยากลำบากอย่างยิ่งในการเชื่อม:โบรอนคาร์ไบด์ทำปฏิกิริยากับเหล็ก ที่อุณหภูมิสูงจากการเชื่อมด้วยไฟฟ้า มันสามารถละลายและก่อตัวเป็นเหล็กโบริด ซึ่งมีความแข็งมากแต่ก็เปราะมากเช่นกัน ซึ่งอาจนำไปสู่:
  • ความไวต่อการแตกร้าวสูง:แนวเชื่อมมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวเนื่องจากความเค้นตกค้างสูงและความเปราะ การให้ความร้อนก่อนเชื่อมและการควบคุมอุณหภูมิระหว่างการเชื่อมอย่างเข้มงวดจึง  มีความสำคัญอย่างยิ่ง
  • ต้องใช้ความเชี่ยวชาญ:นี่ไม่ใช่ลวดเชื่อมสำหรับช่างเชื่อมมือใหม่ ต้องใช้ผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะสูงและเข้าใจขั้นตอนการเคลือบผิววัสดุที่เปราะบาง
• สินค้ามีจำนวนจำกัด:ลวดเชื่อมพอกผิวแข็งทั่วไปส่วนใหญ่ใช้โครเมียมคาร์ไบด์หรือทังสเตนคาร์ไบด์ ส่วนลวดเชื่อมโบรอนคาร์ไบด์เป็นสินค้าเฉพาะกลุ่ม คุณอาจต้องติดต่อผู้ผลิตลวดเชื่อมพอกผิวแข็งโดยเฉพาะ ไม่ใช่ผู้จำหน่ายอุปกรณ์เชื่อมทั่วไป
• ต้นทุน:โบรอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุที่มีราคาแพง ลวดชนิดนี้จะมีราคาสูงกว่าโลหะผสมสำหรับงานเคลือบผิวแข็งทั่วไปอย่างมาก
• ความสามารถในการขึ้นรูป:รอยเชื่อมสุดท้าย  ไม่สามารถขึ้นรูปด้วยเครื่องมือทั่วไปได้ สามารถตกแต่งผิวได้โดยการเจียรด้วยล้อเจียรเพชรหรือล้อเจียรไนไตรด์โบรอนลูกบาศก์ (CBN) เท่านั้น

5. การเปรียบเทียบกับลวดเชื่อมประสานแข็งแบบอื่น

บทสรุป

1. การสึกหรอรุนแรงพอที่จะคุ้มค่ากับต้นทุนและความซับซ้อนหรือไม่?สำหรับงานเคลือบผิวแข็ง 90% ลวดคาร์ไบด์โครเมียมหรือคาร์ไบด์ทังสเตนก็เพียงพอแล้วและใช้งานง่ายกว่ามาก
2. ฉันมีช่างเชื่อมที่มีฝีมือและระบบควบคุมขั้นตอนการทำงานที่เข้มงวด (โดยเฉพาะการให้ความร้อนก่อนเชื่อม) เพื่อป้องกันการแตกร้าวหรือไม่?ถ้าไม่ การใช้งานก็มีแนวโน้มที่จะล้มเหลว