ในการซ่อมแซมชิ้นส่วนเหล็กที่เกิดการสึกหรอในอุตสาหกรรมขนาดเล็กถึงใหญ่ การเชื่อมพอกผิวแข็ง (Hardfacing) เป็นวิธีที่นิยมใช้เพื่อยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนต่างๆ ชิ้นงานที่มักพบการสึกหรอและต้องการการซ่อมแซมด้วยการเชื่อมพอกผิวแข็งมีดังนี้:
- เฟือง (Gears): เฟืองในระบบส่งกำลังมักเกิดการสึกหรอจากการเสียดสีและแรงกดสูง การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยฟื้นฟูพื้นผิวและเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ
- เพลา (Shafts): เพลาที่ใช้ในเครื่องจักรอุตสาหกรรมมักเกิดการสึกหรอที่บริเวณจุดรองรับหรือจุดเชื่อมต่อ การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและยืดอายุการใช้งาน
- ลูกกลิ้ง (Rollers): ลูกกลิ้งในสายพานลำเลียงหรือเครื่องบดมักเกิดการสึกหรอจากการเสียดสี การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยป้องกันการสึกหรอและลดการหยุดชะงักของการผลิต
- ใบมีดตัด (Cutting Blades): ใบมีดในอุตสาหกรรมการตัดโลหะหรือวัสดุอื่นๆ มักสูญเสียความคมจากการใช้งาน การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยฟื้นฟูความคมและเพิ่มความทนทาน
- บุ้งกี๋ของรถขุด (Excavator Buckets): ขอบบุ้งกี๋มักเกิดการสึกหรอจากการขุดเจาะดินหรือหิน การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยเสริมความแข็งแรงและป้องกันการสึกหรอ
- ล้อเครน (Crane Wheels): ล้อเครนที่ใช้ในการยกย้ายวัสดุมักเกิดการสึกหรอจากการเสียดสีและแรงกด การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยยืดอายุการใช้งานของล้อเครน
- แม่พิมพ์ตัด (Punch Dies): แม่พิมพ์ที่ใช้ในการตัดโลหะมักเกิดการสึกหรอที่ขอบตัด การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยฟื้นฟูขอบตัดและเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ
- ใบกวนในอุตสาหกรรมโรงน้ำตาล (Sugar Mill Agitator Blades): ใบกวนมักเกิดการสึกหรอจากการเสียดสีกับวัสดุ การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยเพิ่มความทนทานและลดการสึกหรอ
- ดอกสว่านเจาะหิน (Rock Drill Bits): ดอกสว่านที่ใช้ในการเจาะหินมักเกิดการสึกหรอที่ปลาย การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยเสริมความแข็งแรงและยืดอายุการใช้งาน
- ล้อรถไถนา (Tractor Wheels): ล้อรถไถนาที่ใช้ในงานเกษตรมักเกิดการสึกหรอจากการเสียดสีกับดินและหิน การเชื่อมพอกผิวแข็งช่วยเพิ่มความทนทานและยืดอายุการใช้งาน
การเชื่อมพอกผิวแข็งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการซ่อมแซมและป้องกันการสึกหรอของชิ้นส่วนเหล่านี้ ช่วยลดต้นทุนในการเปลี่ยนชิ้นส่วนใหม่และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต
การเชื่อมซ่อมชิ้นส่วนที่สึกหรอด้วยลวดเชื่อมไฟฟ้าสแตนเลส E309L-16 และ E7016(THE SUN-55) สำหรับการเชื่อมรองพื้น และการเชื่อมพอกด้วยลวดเชื่อมพอกผิวแข็ง 800K สามารถดำเนินการได้ตามขั้นตอนทั่วไปดังนี้:
- การเตรียมชิ้นงาน:
- ทำความสะอาดพื้นผิวชิ้นงานเพื่อขจัดคราบน้ำมัน สนิม หรือสิ่งสกปรกอื่นๆ
- หากชิ้นงานมีรอยแตกหรือรอยเสียหาย ควรทำการเจียรหรือเตรียมร่องเชื่อมให้เหมาะสม
- การอุ่นชิ้นงาน (Preheating):
- อุ่นชิ้นงานที่อุณหภูมิประมาณ 150°C หรือมากกว่า ขึ้นอยู่กับชนิดของเหล็ก เพื่อป้องกันการแตกร้าวระหว่างการเชื่อม
- การเชื่อมรองพื้น (Buttering):
- ใช้ลวดเชื่อม E7016(THE SUN-55) หรือ E309L-16 ในการเชื่อมรองพื้น เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของคาร์บอนและลดความเสี่ยงในการแตกร้าว
- การเชื่อมสร้างเนื้อ (Build-Up):
- เชื่อมด้วยลวดเชื่อม E7016(THE SUN-55) หรือ E309L-16 เพื่อสร้างเนื้อชิ้นงานให้ได้ขนาดใกล้เคียงกับของเดิม
- การเชื่อมพอกผิวแข็ง (Hardfacing):
- ใช้ลวดเชื่อมพอกผิวแข็ง 800K เชื่อมพอกบนพื้นผิวที่เตรียมไว้ เพื่อเพิ่มความแข็งและทนทานต่อการสึกหรอ
- การเจียรแต่ง:
- หลังจากการเชื่อมเสร็จสิ้น ทำการเจียรแต่งชิ้นงานให้ได้ขนาดและรูปร่างตามต้องการ
สำหรับรายละเอียดเฉพาะของแต่ละชิ้นงาน ควรพิจารณาตามลักษณะและการใช้งานของชิ้นส่วนนั้นๆ เพื่อให้การซ่อมแซมมีประสิทธิภาพสูงสุด
การเลือกใช้ลวดเชื่อมสำหรับการเชื่อมรองพื้นบนชิ้นงานเหล็กคาร์บอนสตีลที่ผ่านการชุบแข็งมาแล้ว จำเป็นต้องพิจารณาคุณสมบัติของลวดเชื่อมแต่ละประเภทอย่างรอบคอบ ลวดเชื่อมทนแรงดึงสูง E7016(THE SUN-55) และ ลวดเชื่อมสเตนเลส E309L-16 มีคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างกัน ดังนี้:
ลวดเชื่อม | คุณสมบัติ | ข้อดี | ข้อเสีย |
---|---|---|---|
E7016(THE SUN-55) | – ลวดเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน – แรงดึงสูง (ประมาณ 490 MPa) – มีไฮโดรเจนต่ำ | – เหมาะสำหรับงานโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรง – ราคาประหยัดและหาซื้อง่าย | – อาจเกิดการแตกร้าวเมื่อเชื่อมบนชิ้นงานที่ผ่านการชุบแข็งมาแล้ว เนื่องจากความแตกต่างของส่วนประกอบทางเคมีและความแข็ง |
E309L-16 | – ลวดเชื่อมสแตนเลสประเภท 309L – มีโครเมียมและนิกเกิลสูง – ทนต่อการกัดกร่อนและอุณหภูมิสูง | – เหมาะสำหรับการเชื่อมเหล็กต่างชนิดกัน เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนกับสแตนเลส – ลดความเสี่ยงในการแตกร้าวเมื่อเชื่อมบนชิ้นงานที่ผ่านการชุบแข็งมาแล้ว | – ราคาสูงกว่าลวดเชื่อมทั่วไป – อาจไม่จำเป็นสำหรับงานที่ไม่ต้องการคุณสมบัติพิเศษ |
ในการเชื่อมรองพื้นบนชิ้นงานเหล็กคาร์บอนสตีลที่ผ่านการชุบแข็งมาแล้ว การใช้ลวดเชื่อม E309L-16 อาจเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า เนื่องจากสามารถลดความเสี่ยงในการแตกร้าวและป้องกันการแพร่กระจายของคาร์บอนระหว่างชั้นโลหะได้ดีกว่า อย่างไรก็ตาม ควรพิจารณาต้นทุนและความต้องการเฉพาะของงานด้วย
![]() | ![]() |
ตารางเปรียบเทียบความแตกต่างของการเชื่อมรองพื้นด้วย E7016(THE SUN-55) และ E309L-16 บนเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งมาแล้ว และผลกระทบต่อความแข็งของชิ้นงานเมื่อเชื่อมพอกด้วยลวดเชื่อมไฟฟ้าพอกผิวแข็ง:
หัวข้อเปรียบเทียบ | E7016(THE SUN-55) | E309L-16 |
---|---|---|
ประเภทลวดเชื่อม | ลวดเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน (Low Hydrogen) | ลวดเชื่อมสแตนเลส (Austenitic Stainless Steel) |
การเข้ากันได้กับเหล็กชุบแข็ง | มีโอกาสเกิดการแตกร้าว เนื่องจากความแข็งของชิ้นงานสูงและอาจทำให้เกิด HAZ (Heat Affected Zone) ที่เปราะ | ลดโอกาสการแตกร้าวได้ดี เพราะมีส่วนผสมของโครเมียมและนิกเกิล ช่วยลดความแตกต่างของโครงสร้างทางโลหะวิทยา |
ผลกระทบต่อความแข็งของชิ้นงาน | ทำให้บริเวณ HAZ อ่อนตัวลง เนื่องจากความร้อนจากการเชื่อมอาจทำให้โครงสร้างเหล็กเปลี่ยนไป | ลดผลกระทบต่อความแข็งของชิ้นงานได้ดีกว่า เนื่องจากโครงสร้างออสเทนนิติกมีการกระจายความร้อนที่สมดุลกว่า |
ผลต่อการเชื่อมพอกผิวแข็ง | อาจทำให้ชั้นพอกผิวแข็งมีความแข็งลดลง เนื่องจากเกิดการเจือปนของธาตุคาร์บอนจากชิ้นงาน | ช่วยคงความแข็งของชั้นพอกผิวแข็งได้ดีกว่า เนื่องจากเป็นเนื้อโลหะที่ไม่ทำให้เกิดการเจือปนของคาร์บอนมากนัก |
ความเหมาะสมในการใช้งาน | ใช้ได้ในงานเชื่อมทั่วไป แต่ต้องควบคุมอุณหภูมิการเชื่อมอย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันรอยแตกร้าว | เหมาะกับงานเชื่อมซ่อมแซมที่ต้องการลดความเสี่ยงของการแตกร้าว และคงความแข็งของชั้นพอกผิวแข็ง |
สรุป
- หากใช้ E7016(THE SUN-55) ในการเชื่อมรองพื้น อาจทำให้เกิดการลดความแข็งของชิ้นงาน และเสี่ยงต่อการแตกร้าวของแนวเชื่อมมากขึ้น
- การใช้ E309L-16 จะช่วยลดปัญหานี้ เพราะมีความสามารถในการรองรับความแข็งของชิ้นงานเดิมได้ดีกว่า และช่วยคงความแข็งของชั้นพอกผิวแข็งได้มากขึ้น
ดังนั้น หากต้องการเชื่อมรองพื้นบนเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งมาแล้ว และต้องการรักษาความแข็งของชั้นพอกผิวแข็ง E309L-16 เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า E7016(THE SUN-55)
หลังดูวิดีโอแล้ว มาดูอัปเลเวล ข้อมูลเชิงลึก ทำไม E309L-16 รองรับความแข็งของชิ้นงานเดิมได้ดีกว่า E7016?
เมื่อเชื่อมรองพื้นบนเหล็กที่ผ่านการ ชุบแข็ง (Hardened Steel) ก่อนที่จะพอกด้วยลวดเชื่อมพอกผิวแข็ง (Hardfacing Electrode) การเลือกใช้ลวดเชื่อมรองพื้นมีผลต่อความแข็งสุดท้ายของชิ้นงาน โดยเฉพาะระหว่าง E309L-16 และ E7016 มีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน
1. องค์ประกอบทางเคมีที่ส่งผลต่อโครงสร้างจุลภาค
🔹 E309L-16 เป็นลวดเชื่อม สแตนเลสออสเทนนิติก (Austenitic Stainless Steel) ซึ่งมี โครเมียม (Cr) 23-25% และนิกเกิล (Ni) 12-14%
🔹 E7016 เป็นลวดเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ที่ให้โครงสร้าง เฟอร์ไรต์-เพิร์ลไลต์ หลังจากเชื่อม
👉 ความแตกต่างที่สำคัญ คือ E309L-16 มีปริมาณนิกเกิลสูง ซึ่งช่วย ลดการแพร่กระจายของคาร์บอน (Carbon Diffusion) จากเนื้อโลหะชุบแข็งเข้าสู่แนวเชื่อม ทำให้โครงสร้างโลหะเชื่อมไม่เปราะ และช่วยรักษาความแข็งของชิ้นงานเดิมได้ดีกว่า
2. ผลกระทบต่อโครงสร้างแนวเชื่อมและความแข็งสุดท้าย
💥 E7016 เชื่อมแล้วเกิด มาร์เทนไซต์ (Martensite) ในแนวเชื่อม ทำให้แนวเชื่อมแข็งเปราะกว่า E309L-16
💥 E309L-16 มีโครงสร้าง ออสเทนนิติก (Austenitic) ที่เหนียวกว่าและรองรับแรงกระแทกได้ดี ป้องกันแนวเชื่อมแตกร้าวง่าย
👉 เมื่อพอกผิวแข็งชั้นบน E309L-16 จะช่วยให้การถ่ายเทความแข็งจากชิ้นงานเดิมไปยังแนวเชื่อมและชั้น Hardfacing ทำได้ดีขึ้น ไม่เกิดโซนเปราะระหว่างแนวเชื่อม
3. การลดโซนชุบแข็งเกิน (Over-Hardened Zone) และรอยแตกร้าว
🔥 เมื่อเชื่อมบนเหล็กที่ผ่านการชุบแข็ง ถ้าใช้ E7016 จะทำให้เกิด การแข็งตัวเกินไป (Over-Hardening) ในบริเวณ HAZ (Heat-Affected Zone) ซึ่งมีความเปราะและแตกร้าวง่าย
🔥 E309L-16 มี ออสเทนนิติกโครงสร้างเหนียว ไม่เกิดการชุบแข็งเกิน และช่วยป้องกันการแตกร้าวที่เกิดจากแรงกระแทกหรือโหลดสูง
สรุปง่ายๆ ว่าทำไม E309L-16 ดีกว่า E7016 สำหรับงานรองพื้นก่อนพอกแข็ง
✅ ช่วยลดการแพร่ของคาร์บอน → ลดความเปราะของแนวเชื่อม
✅ มีโครงสร้างออสเทนนิติก → รองรับแรงดึงและแรงกระแทกได้ดี
✅ ลดโอกาสเกิดรอยแตกร้าว → ทำให้ชิ้นงานทนทานขึ้น
✅ ช่วยคงความแข็งของชั้นพอกผิวแข็ง → ช่วยให้ Hardfacing มีอายุการใช้งานยาวขึ้น
🔥 ถ้าต้องเชื่อมรองพื้นบนเหล็กชุบแข็งและต้องการพอกผิวแข็ง → E309L-16 เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า E7016 💪🔩