อิทธิพลของจำนวนชั้นการเชื่อมอาร์กลวดไส้ฟลักซ์พอกผิวแข็งต่อสมบัติของโลหะเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน JIS S50C

Abstract

การเชื่อมพอกผิวแข็งเป็นวิธีการสำคัญที่สามารถเพิ่มปริมาณโลหะและปรับปรุงสมบัติของผิวโลหะให้ดีกว่าโลหะฐานได้ วิธีการนี้ถูกนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพในการเชื่อมซ่อมพื้นผิวชิ้นส่วนเครื่องจักรกลเกษตร ซึ่งสึกหรอเนื่องจากการใช้งานเป็นเวลานาน ด้วยเหตุนี้การหาค่าตัวแปรการเชื่อมที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ผิวพอกแข็งที่มีคุณภาพดี จึงมีการศึกษาและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลจำนวนชั้นการเชื่อมอาร์กลวดไส้ฟลักซ์พอกผิวแข็งต่อสมบัติของโลหะเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน JIS S50C แผ่นวัสดุที่ใช้ในการทดลอง คือ เหล็กกล้าคาร์บอน JIS S50C ซึ่งมีรูปร่างสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดกว้าง 150 มม. ยาว 100 มม. หนา 20 มม. วัสดุถูกนำไปทำการเชื่อมอาร์กลวดไส้ฟลักซ์ด้วยตัวแปรการเชื่อมประกอบด้วยกระแสเชื่อม 170-230 แอมแปร์ จำนวนชั้นพอกผิวแข็ง 1-3 ชั้น ชิ้นงานเชื่อมที่ได้ถูกเตรียมด้วยวิธีทางกลและทำการศึกษาเพื่อหาค่าความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ และโครงสร้างมหภาคและโครงสร้างจุลภาคของโลหะเชื่อม ผลการทดลองโดยสรุปมีดังต่อไปนี้ กระแสเชื่อมและจำนวนชั้นพอกแข็งที่เพิ่มขึ้นส่งผลทำให้ความแข็งเพิ่มขึ้นและอัตราการสึกหรอลดลง โลหะเชื่อมพอกผิวแข็งแนวเชื่อมที่ไม่มีการเชื่อมรองพื้นแสดงค่าความแข็งสูงกว่าและอัตราการสึกหรอต่ำกว่าโลหะเชื่อมที่มีการสร้างชั้นรองพื้น ตัวแปร การเชื่อมที่ดีที่สุด คือ กระแสเชื่อม 210 แอมแปร์ การเชื่อมไม่รองพื้น และจำนวนชั้นพอกแข็ง 3 ชั้น ที่ให้ค่าความแข็งเฉลี่ยสูงสุด 755 วิกเกอร์สสเกล น้ำหนักสูญหาย 0.02 เปอร์เซ็นต์ และค่าดูดซับพลังงาน 7 จูล ความแข็งที่เพิ่มขึ้นและอัตราการสึกหรอที่ลดลงเกิดขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของปริมาณ โครเมียมและวาเนเดียมในชั้นพอกแข็ง

A hard-faced welding is an important method for improving a surface’s property of the parent metal.This method is successfully introduced for repairing an agricultural part surface that is deteriorated from a long service.However, theoptimizationof welding process parameters has not been fully understood. This researchaimed to study an influence of alayer number of the flux-cored arc welding hardfacing on the welded properties of the JIS S50C carbon steel. This experiment used the JIS S50C carbon steel plate which was rectangular sized of 150 mm. length, 100 mm. width and 20 mm. thickness.The sample plate was flux-cored arc welded (FCW) using the welding process parameters i.e. the welding current of 170-230 A. and a hardfaced layers of 1-3 layers.The welded specimen was mechanically prepared and investigated for the hardness, wear resistance and macro-microstructure of the weld. The experimental results can be summarized as follows.Increasing of FCW welding current affected to increase hardness and increase wear resistance of the material. The hard-faced metal sample without the welded buffer layer showed higher hardness and higher wear resistance than the one with welded buffer layer. It was found that the optimized welding parameters were the welding current of 210 A, the welded without a buffer layer and the hard-faced layer of 3 layers. This produced a hard-surfaced of 755 HV hardness, the weight loss of 0.02% and the absorbed energy of 7 J. The increment of hardness and wear resistance was caused by increasing chromium and vanadium amounts in the welded layer.