อิทธิพลของการเชื่อมอาร์กลวดหุ้มฟลักซ์พอกแข็งซ้ำแนวต่อสมบัติของเหล็กกล้าเครื่องมือ JIS-SKD11

Abstract

การเชื่อมพอกผิวแข็งเป็นการเชื่อมซ่อมที่ใช้ในการเพิ่มเนื้อโลหะที่ผิวชิ้นส่วนอุปกรณ์และ เครื่องจักรที่สูญเสียไปเนื่องจากการขัดสีระหว่างผิวโลหะ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเพิ่มความแข็งพื้นผิว อื่นๆ กระบวนการเชื่อมเป็นวิธีการที่ง่ายต่อการปฏิบัติงานและราคาการปฏิบัติการต่ำ ที่ผ่านมาชิ้นส่วนที่ ผ่านการเชื่อมซ่อม เช่น เครื่องมือ หรือลูกรีดต่างๆ สามารถประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมหลายอย่าง เช่น อุตสาหกรรมการผลิตน้ำตาลเป็นต้น งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์ในการศึกษาอิทธิพลการเชื่อมอาร์กลวด หุ้มฟลักซ์พอกผิวแข็งที่มีผลต่อความแข็ง โครงสร้างจุลภาค และอัตราการสึกกร่อนของผิวเหล็กกล้า เครื่องมือ JIS-SKD11 ในการทดลองจะใช้วัสดุเหล็กกล้าเครื่องมือ JIS-SKD11 ที่มีรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า (กว้าง 100 mm. ยาว 150 mm. และหนา 20 mm.) ซึ่งในการเตรียมพื้นผิวของชิ้นทดสอบจะใช้ 2 วิธีคือ ผิวดิบ และพื้นผิวที่มีการสร้างชั้นรองพื้น และในการเชื่อมอาร์กด้วยลวดหุ้มฟลักซ์เพื่อสร้างชั้นพอกแข็งนั้น จะใช้จำนวนชั้นพอกแข็ง 1-3 ชั้น โดยใช้กระแสเชื่อมต่างกัน 3 ระดับ ชิ้นงานที่ผ่านการเชื่อมถูกนำ ไป ทดสอบสมบัติ เช่น การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค ความแข็ง และความต้านทานการสึกหรอ จากการทดลองสามารถสรุปผลได้ว่ากระแสเชื่อมที่แตกต่างกันส่งผลให้เกิดการ เปลี่ยนแปลงต่อโครงสร้างจุลภาค และสมบัติทางกลของชั้นโลหะพอกแข็ง ตัวแปรในการเชื่อมที่ให้ ค่าการสึกหรอต่ำ ที่สุด คือกระแสเชื่อมที่ 100 แอมป์ การเชื่อมพอกแข็งชั้นที่ 3 แบบไม่มีการเชื่อมรอง พื้น เปอร์เซ็นต์น้ำ หนักสูญหายไปประมาณ 0.455 เปอร์เซ็นต์ และมีค่าความแข็งสูงที่สุดที่ 870 HV การเพิ่มจำนวนชั้นพอกแข็งส่งผลต่อการเพิ่มปริมาณของธาตุซิลิกอน โครเมียม และแมงกานีส และ ส่งผลต่อการเพิ่มค่าความแข็งและลดอัตราการสึกกร่อนของชั้นพอกผิวแข็ง

Hard-faced welding was the repair welding which could be applied to produce a metal amount on machine part surfaces that were failed and caused by the contact between metal surfaces., This welding process is simple to operate and low operation cost when compares to another process. Recently, the repaired parts such as tools or mill parts that were repaired by the welding process had been successfully applied in various industries such as sugar production industry. This research aims to study the influence of shielded metal arc welding (SMAW) parameters on the hardness, microstructure and wear resistance of the JIS-SKD11 hard-faced metal. The experiment was carried out by using the JIS-SKD11 tool steel that was mechanically prepared to be a rectangular shape (100 mm. wide, 150 mm. long, and 20 mm. thick). The workpiece surfaces were prepared by two difference methods i.e. non-buffering and buffering surface. The SMAW was applied to produce the hard-faced layer using 3 welding current levels and using 1-3 layers of the hard-faced metal. The welded workpiece were prepared and investigated for the influence on their microstructure, hardness and wear resistance. The experimental results showed that the welding current affected the microstructure and mechanical properties of the hard-faced metal. The optimized welding parameters were the welding current of 100 A, non-buffering layer and 3 layers of hard-faced metal. These welding parameters could produce the surface harness of 870 HV and minimized weight loss to about 0.455%. The increasing of hard-faced metal was affected by the increase amount of silicon, chromium and manganese and resulted in the increasing of wear resistance.