Mis on kõva pinnase keevitusvarda juures

Tööstusliku tootmise, kaevandamise, ehituse ja masinate hoolduse valdkonnas on vaja paljusid komponente vastupidamiseks raskete töötingimuste, nagu kulumine, löök ja kõrge temperatuur. Kõva pinnaga keevitustehnoloogia on saanud võtmelahenduseks nende komponentide kasutusaega ja kõva pinnaga keevitusvardadena, kuna selle tehnoloogia põhimaterjal mängib asendamatut rolli. Kõrgete pindade keevitusvardade jõudluse ja rakendamise paremaks mõistmiseks on oluline uurida nende sisemist kompositsiooni.
Kõva pinnaga keevitusvarras koosneb peamiselt kahest osast: südamikut ja kattekiht. Need kaks osa töötavad koos selleks, et keevitusvarras saaks keevitusprotsessi ajal moodustada kõrge - kõvasti prügikasti.
Tuumajuhe on kõva pinnaga keevitusvarda "selgroog". Tavaliselt on see valmistatud kõrgest - kvaliteetsest madalast - süsinikterasest või legeeritud terasest. Tuumaraadimaterjali valik on tihedalt seotud kõva kihi jõudlusnõuetega. Näiteks kasutatakse mõnel korral sageli madala - süsinikterase südamiku juhtmeid, kus tugevuse ja kõvaduse nõuded pole eriti kõrged. Neil on hea keevitatavus ja need võivad katteks stabiilse aluse pakkuda. Terasest tuumajuhtmed sisaldavad seevastu teatud koguses legeerivaid elemente nagu kroom, nikkel ja molübdeen. Need elemendid võivad parandada südamiku traadi enda tugevust, sitkust ja kulumiskindlust ning võivad keevituse ajal ka kattekihis olevate elementidega suhelda, et veelgi optimeerida kõvaks kihi jõudlust. Südamiku läbimõõt ja pikkus on ka konstrueeritud vastavalt konkreetsetele keevitusvajadustele. Erinevad läbimõõdud vastavad erinevatele keevitusvooludele ja keevituskiirustele, mis mõjutavad otseselt kõva kihi moodustamist ja kvaliteeti.
Katteks on kõva pinnaga keevitusvarda "funktsionaalne kiht", mis on ühtlaselt kaetud südamikutraadi pinnale. See on segu, mis koosneb erinevatest ainetest ja igal komponendil on oma ainulaadne funktsioon. Üks olulisi komponente on legeeriv aine. Need on ained, mis võivad parandada kõvaks kihi keemilist koostist ja jõudlust, näiteks karbiidid (volframkarbiid, kroomi karbiid jne), nitriidid ja booriidid. Karbiididel on äärmiselt kõrge kõvadus ja kulumiskindlus. Kattile lisamisel võivad need keevitamise ajal moodustada kõva faasi, muutes kõvakattekihi suurepärase vastupidavuse abrasiivse kulumise suhtes. Nitriidid ja booriidid võivad parandada ka kõvaketta karedust ja kõrget - temperatuuritakistust.
Veel üks oluline komponent kattes on räbu - moodustumisagent. Materjalid nagu ränidioksiid, titaandioksiid ja mangaanoksiid on tavalised räbu - moodustavad ained. Keevitusprotsessi ajal sulab räbu - moodustav aine kõrgel temperatuuril ja moodustab sula basseini pinnale räbu kihi. See räbu kiht võib sulametalli õhust isoleerida, takistades sulametalli oksüdeerumist ja õhu poolt nitrida, tagades sellega kõva kihi puhtuse. Pärast keevitamise lõppu tahkestub räbu kiht ja seda saab hõlpsasti eemaldada, jättes sileda kõva pinna.
Lisaks sisaldab kate ka deoksüdeerijat. Selliseid elemente nagu mangaan ja räni kasutatakse sageli deoksüdeerijatena. Keevitamise ajal saab deoksüdeerija reageerida sula basseinis sisalduva hapnikuga, moodustades oksiidid, mis sisenevad räbu ja eemaldatakse. See väldib oksiidi lisamise moodustumist kõva kihis, mis aitab parandada kõvaks kihi sitkust ja tugevust.
Kattekihis on ka sideaineid. Sideainet kasutatakse katte erinevate komponentide sidumiseks ja kattekihti kindlalt vastavaks südamiku traadi pinnale. Tavalised sideained on naatriumsilikaat ja kaaliumi silikaat. Nad saavad tagada, et kattekiht ei langeks transpordi, ladustamise ja keevitamise ajal maha.
Mõnedes spetsiaalsetes kõvapindade keevitusvardades võib konkreetsete vajaduste kohaselt lisada ka muid funktsionaalseid lisaaineid. Näiteks võib kattekihi (võime kõrgel temperatuuril säilitada karedust säilitada, lisada mõned haruldaste muldmetallide elemendid. Haruldaste muldmetallide elemendid võivad täpsustada kõva kihi tera ja parandada kõva faasi jaotust, suurendades seeläbi kõvaks kihi üldist jõudlust.
Kõva pinnaga keevitusvarda iga komponendi osakaal ja tüüp on rangelt kavandatud ja kohandatud vastavalt kõvakihi jõudlusnõuetele. Erinevad rakenduse stsenaariumid vajavad erinevate omadustega kõvad kihid. Näiteks peavad kaevandusmasinate kulumiseks kasutatavad kõvade pindade keevitusvardad olema kõrge kõvadus ja kulumiskindlus, seega on kattekihid nende kattes suhteliselt kõrge. Kõrgete - temperatuuride tööosade jaoks kasutatavad kõvad pinnakatted peavad keskenduma kõrgele - temperatuuritakistusele, nii et selliste elementide nagu kroom ja nikkel, mis võib parandada kõrget - temperatuuri jõudlust.
Kokkuvõtteks võib öelda, et kõva pinnaga keevitusvarras on mõistliku kompositsiooniga keerukas materjal. Tuumajuhe pakub põhiraamistikku ja teatud jõudluse tugi, samas kui kattekiht koos mitmesuguste komponentidega, näiteks legeerivate ainete, räbu - moodustavad ained, deoksüdeerijad, sideained ja funktsionaalsed lisandid, annab keevitusvarda moodustamiseks kõrge -} jõudlusklahvi. Kõrgete pindade keevitusvardade koosseisu mõistmine on nende õigesti valimisel ja kasutamisel suur tähtsus, samuti kõvasti püütava kihi kvaliteedi ja kasutusaja tagamine. Tööstustehnoloogia pideva arendamise korral on kõvade pindade keevitusvardade koostise kujundamine täpsemad ja suunatud, et see vastaks üha keerukamatele ja karmidele töötingimustele.