في مجال التصنيع الصناعي، أصبح تحسين مقاومة المواد للتآكل لمعالجة مشاكل التآكل الموضعي نهجًا تقنيًا هامًا. تخدم عمليات التكسية التقليدية غرضين رئيسيين: استعادة أبعاد القطعة وتعزيز أداء سطحها. تستخدم هذه التقنيات مصادر حرارية متنوعة، بما في ذلك اللهب والأقواس الكهربائية وأقواس البلازما، لتطبيق مواد التكسية على سطح قطعة العمل.

1. أساسيات عمليات التكسية التقليدية

تتراكم طبقة التكسية على سطح قطعة العمل بفعل وزنها، مُشكّلةً طبقةً وظيفيةً ذات مقاومة ممتازة للتآكل والصدأ. حاليًا، في عمليات التكسية، يُستخدم كربيد التنجستن بشكل شائع كمادة مساعدة رئيسية لتحضير مواد التكسية. وتشمل هذه المواد نوعين رئيسيين: أقطاب التكسية المصنوعة من كربيد التنجستن وأسلاك اللحام المصنوعة من كربيد التنجستن.

تُنتج أقطاب التكسية المصنوعة من كربيد التنجستن بشكل أساسي باستخدام نهجين تقنيين رئيسيين:

• استخدام سلك فولاذي منخفض الكربون كمادة أساسية وإضافة جزيئات كربيد التنجستن إلى الطلاء لتعزيز وظائفه.
• ملء أنابيب الفولاذ منخفض الكربون أو الفولاذ السبائكي مباشرة بجزيئات كربيد التنجستن لتشكيل أقطاب كهربائية مركبة.

2. أساليب التكسية والخصائص التقنية

بالإضافة إلى طرق تحضير مواد التكسية المصنوعة من كربيد التنجستن، تشمل عمليات التكسية الرئيسية أيضًا ثلاث طرق نموذجية: اللحام القوسي اليدوي، ولحام غاز الأوكسي أسيتيلين، ولحام غاز التنجستن الخامل (TIG).

يكمن الاختلاف الأساسي بين طرق اللحام بالترسيب هذه في أن جزيئات كربيد التنجستن لا تُرسب مسبقًا أثناء عملية التكسية. ونتيجةً لذلك، تُؤدي عملية اللحام إلى اختلافات كبيرة في تأثيرات الاحتراق وإزالة الكربون، مما يُسبب تباينات في أداء مقاومة التآكل النهائي للسطح المُكسى.

تستخدم عملية اللحام بالقوس الكهربائي اليدوي معايير مشابهة لعمليات اللحام التقليدية بالقوس الكهربائي اليدوي. فعلى سبيل المثال، باستخدام قطب كهربائي بقطر 4.0 مم، يتم التحكم في تيار التكسية عادةً عند حوالي 170 أمبير، ويمكن أن تصل درجة حرارة القوس إلى حوالي 4000 درجة مئوية.

3. آلية التأثير الحراري لجزيئات كربيد التنجستن

لتحقيق تأثير تعزيز التآكل المطلوب، من الضروري مراعاة السلوك الحراري لجزيئات كربيد التنجستن أثناء عملية اللحام:

• جزيئات كربيد التنجستن الدقيقة، نظراً لمساحة سطحها النوعية الأكبر، فإنها تميل إلى التعرض للاحتراق الشديد أثناء اللحام.
• بعد الاحتراق، تتجدد الجسيمات الدقيقة لتشكل بلورات كربيد التنجستن وهياكل مركبة أخرى.
• جزيئات كربيد التنجستن الخشنة ستتعرض لحرق أقل، ولكن ستتشكل طبقة إزالة الكربون على سطحها.
• يؤدي تكوين طبقة إزالة الكربون هذه بشكل مباشر إلى انخفاض في مقاومة التآكل للمادة.

4. تقييم العملية والحالة الحالية للتطبيق

بالنظر إلى القيود التقنية المذكورة أعلاه، لم تحقق الطرق التقليدية النتائج المثلى في ترسيب طبقات مقواة بكربيد التنجستن. ومع ذلك، ونظرًا لسهولة تشغيلها وانتشار استخدام معداتها، لا تزال هذه الطرق تُستخدم في بعض الحالات إلى حد ما.

تُجري شركة غرينستون-تك أبحاثًا معمقة وتحسينات تقنية على العمليات التقليدية، وتعمل على تطوير جيل جديد من تقنية التكسية بالليزر. ويهدف ذلك إلى التغلب على أوجه القصور المتأصلة في الطرق التقليدية وتزويد العملاء بحلول أكثر تطورًا لتحسين الأسطح.