انواع سیم جوش و الکترود جوشکاری تنگستن در پروژه‌های سختکاری صنعتی زمانی اهمیت پیدا می‌کند که هدف، افزایش مقاومت سایشی قطعات تحت بار شدید باشد. از آنجا که این مقاله در دسته‌بندی سخت کاری تنگستن کارباید منتشر می‌شود، رویکرد ما صرفاً معرفی محصول نیست؛ بلکه مقایسه فنی دو روش اصلی اجرای پوشش تنگستن یعنی قوس الکتریکی و Brazing است تا مشخص شود هر روش در چه شرایطی انتخاب منطقی‌تری خواهد بود.
دسته‌بندی محصولات تنگستن برای سختکاری
تنگستن کارباید برای کاربردهای ضدسایش به دو شکل اصلی عرضه می‌شود که هر کدام تکنولوژی اجرای متفاوتی دارند و نتیجه نهایی آن‌ها از نظر ساختار متالورژیکی و کیفیت سطح متفاوت است. در هر دو شکل، ذرات بسیار سخت تنگستن کارباید درون یک زمینه فلزی چقرمه قرار می‌گیرند؛ زمینه فلزی وظیفه نگه داشتن ذرات را دارد و ذرات کاربید در برابر خراشیدگی ناشی از مواد ساینده مقاومت می‌کنند.
الف- الکترود و سیم تنگستن (قوس الکتریکی)
این محصولات – از جمله تولیدات شرکت Corodur آلمان – با روش جوشکاری قوس الکتریکی اجرا می‌شوند. در این فرآیند، قوس الکتریکی حرارت بالا ایجاد کرده و مصرفی روکش‌کاری حاوی ذرات تنگستن‌کارباید را در بستر فلز جوش تثبیت می‌کند؛ میزان ذوب یا تخریب ذرات به ترکیب مصرفی و پارامترهای فرایند وابسته است. سرعت اجرای این روش بالا است و در بسیاری از پروژه‌های صنعتی سنگین به دلیل سهولت اجرا کاربرد گسترده دارد. در این روش، رقیق‌سازی فلز جوش با فلز پایه در پاس اول بخشی از ترکیب روکش را تغییر می‌دهد؛ به همین دلیل، کنترل پارامترهای جوشکاری و تعداد لایه‌ها طبق توصیه سازنده اهمیت زیادی دارد.
ب- سیم جوش تنگستن به روش Brazing
در این روش – مانند محصولات شرکت Martec فرانسه – اتصال ذرات تنگستن به سطح قطعه از طریق لحیم‌کاری سخت (Brazing) انجام می‌شود. در Brazing معمولاً فلز پایه به‌طور عمده ذوب نمی‌شود، ولی ترشوندگی و برهم‌کنش بین‌سطحی برای تشکیل اتصال لازم است؛ بنابراین نفی مطلق نفوذ یا برهم‌کنش متالورژیکی درست نیست. این ویژگی باعث حفظ ساختار تنگستن و کیفیت بالاتر سطح نهایی می‌شود. سیم‌های جوش تنگستن کارباید مارتک فرانسه از نوع Flexible Cord هستند و در دو نوع دانه Spherical (کروی) و Crushed (شکسته) عرضه می‌شوند. برای نمونه، نوع Spherical در دو دانه‌بندی Madur 9205 برای مواد ساینده ریزدانه و Madur 9208 برای مواد ساینده درشت‌دانه در دسترس است و با تورچ اکسی استیلن روی سطح قطعه ذوب می‌شود.
مقایسه فنی Brazing و قوس الکتریکی
دو روش قوس الکتریکی و Brazing از جنبه‌های مختلفی با یکدیگر تفاوت دارند. مهم‌ترین معیارهای مقایسه این دو روش عبارت‌اند از:
- سرعت اجرا: در روش قوس الکتریکی سرعت کار بالاتر بوده و فرآیند ساده‌تر انجام می‌شود.
- کیفیت و صافی سطح: در Brazing سطح نهایی صاف‌تر و یکنواخت‌تر است.
- ایمنی و دود حاصل از جوش: قوس الکتریکی دود بیشتری تولید می‌کند که برای سلامت اپراتور مضرتر است.
- ترمیم‌پذیری: در Brazing ترمیم قطعه آسان‌تر است، در حالی که در روش قوس الکتریکی امکان ایجاد ترک‌های ریز سطحی وجود دارد که تعمیر را دشوارتر می‌کند.
- تأثیر حرارتی بر ساختار تنگستن: در قوس الکتریکی به دلیل دمای بسیار بالا، ممکن است بخشی از ساختار کارباید تغییر کرده و مقاومت سایشی کاهش یابد.
- نفوذ به فلز پایه: در Brazing، فلز پایه معمولاً بدون ذوب عمده با ماده پرکننده پیوند می‌خورد و برهم‌کنش بین‌سطحی رخ می‌دهد؛ در روکش‌کاری قوسی، ذوب موضعی فلز پایه می‌تواند موجب رقیق‌شدن ترکیب روکش شود. میزان هر اثر به فرایند و پارامترهای اجرا بستگی دارد.
- یکپارچگی فرآیند: اگر قطعه‌ای با یک روش سختکاری شود، ادامه کار یا ترمیم باید با همان روش انجام شود و ترکیب دو روش روی یک قطعه توصیه نمی‌شود.
برای جمع‌بندی بهتر این تفاوت‌ها، خلاصه مقایسه دو روش در جدول زیر آمده است:
| معیار | قوس الکتریکی | Brazing با تورچ اکسی استیلن |
|---|
| سرعت اجرا |
بالاتر |
کمتر |
| صافی سطح نهایی |
کمتر |
صاف‌تر و یکنواخت‌تر |
| ذوب فلز پایه |
ذوب موضعی و رقیق‌سازی |
بدون ذوب عمده فلز پایه |
| دود جوشکاری |
بیشتر |
کمتر |
| ترمیم‌پذیری |
دشوارتر |
آسان‌تر |
این مقایسه نشان می‌دهد که هر روش برای شرایط خاصی مناسب‌تر است. در بسیاری از قطعات با سایش شدید مانند لبه تیغه‌ها و ماردون‌ها، روش Brazing با تورچ و در پوشش سطوح وسیع، روش قوس الکتریکی انتخاب رایج‌تری است. محصولات هر دو گروه را می‌توانید در دسته‌بندی سیم جوش ضد سایش مشاهده کنید.
انتخاب روش مناسب بر چه اساسی انجام می‌شود؟
اگر سرعت اجرا، هزینه اولیه پایین‌تر و سادگی عملیات اولویت داشته باشد، روش قوس الکتریکی انتخاب رایج‌تری است. اما اگر کیفیت سطح، حفظ ساختار متالورژیکی تنگستن و دوام سایشی بالاتر اهمیت بیشتری داشته باشد، Brazing انتخاب فنی‌تری محسوب می‌شود. نوع قطعه، شدت سایش، امکان ترمیم دوره‌ای و شرایط کاری همگی در این تصمیم مؤثر هستند. همچنین در انتخاب روش، امکانات اجرایی محل کار نیز اهمیت دارد؛ روش قوس الکتریکی به دستگاه جوش و روش Brazing به تورچ اکسی استیلن و تجهیزات گاز نیاز دارد. آماده‌سازی سطح، شامل پاک‌سازی روغن و اکسید و برداشتن لایه‌های فرسوده قبلی، در هر دو روش شرط کیفیت پوشش است.
سؤالات متداول درباره سیم جوش و الکترود تنگستن
در این بخش به پرسش‌های رایج جوشکاران و کارشناسان سختکاری درباره انتخاب سیم جوش و الکترود تنگستن پاسخ داده‌ایم.
تفاوت سیم جوش تنگستن کروی و شکسته چیست؟
دانه‌های کروی (Spherical) ساختار یکنواخت‌تری دارند و دانه‌های شکسته (Crushed) لبه‌های تیزتری دارند؛ انتخاب بین آن‌ها به نوع سایش و شرایط کاری قطعه بستگی دارد.
دانه‌بندی سیم جوش تنگستن چگونه انتخاب می‌شود؟
بر اساس اندازه ذرات مواد ساینده؛ دانه‌بندی ریز برای مواد ریزدانه و دانه‌بندی درشت برای مواد درشت‌دانه مناسب‌تر است.
آیا می‌توان روی یک قطعه دو روش سختکاری را ترکیب کرد؟
توصیه نمی‌شود؛ اگر قطعه‌ای با یک روش سختکاری شده است، ادامه کار یا ترمیم آن نیز باید با همان روش انجام شود.
سیم جوش تنگستن مارتک با چه تجهیزی اجرا می‌شود؟
با تورچ اکسی استیلن؛ شعله پایدار حاصل از اختلاط اکسیژن و استیلن، سیم را به‌صورت کنترل‌شده ذوب می‌کند.
کدام روش برای ماردون و تیغه میکسر مناسب‌تر است؟
برای این قطعات که در معرض سایش شدید هستند، سختکاری با سیم جوش تنگستن کارباید به روش تورچ کاربرد گسترده‌ای دارد.
جمع‌بندی فنی
انواع سیم جوش و الکترود جوشکاری تنگستن هر کدام مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند و انتخاب صحیح آن‌ها وابسته به شرایط عملیاتی پروژه است. در کاربردهای معدنی، سیمانی، فولادی و قطعاتی مانند ماردون، تیغه‌ها و لبه‌های درگیر سایش، تحلیل درست روش اجرا تأثیر مستقیم بر طول عمر قطعه خواهد داشت.
برای بررسی محصولات تخصصی این حوزه و انتخاب گزینه مناسب پروژه خود، می‌توانید تجهیزات دسته الکترود و سیم جوش ضد سایش را مشاهده کرده و مشخصات فنی هر محصول را با نیاز عملیاتی خود تطبیق دهید.