เทคโนโลยีการพอกผิวแข็ง

การพ่นเคลือบด้วยความร้อนสามารถให้ความหนาของผิวเคลือบได้ตั้งแต่ประมาณ 20 ไมโครเมตร จนถึง หลายมิลลิเมตร ซึ่งขึ้นอยู่กับ
กระบวนการพ่นและคุณสมบัติของวัสดุที่นำมาใช้เป็นผิวเคลือบ การพ่นเคลือบด้วยความร้อนนี้สามารถเคลือบผิวที่มีขนาดใหญ่ได้ด้วย
อัตราการเคลือบที่เร็วเมื่อเทียบกับวิธีการเคลือบผิวอื่นๆ เช่น electroplating, physical and chemical vapor deposition เป็นต้น
สิ่งที่สามารถนำมาใช้เป็นผิวเคลือบมีทั้ง โลหะ, โลหะผสม (alloy), เซรามิก, พลาสติก, และวัสดุผสม (composites) ซึ่งวัสดุเหล่านี้
ผลิตมาในรูปของผงหรือเส้นลวด ในการพ่นเคลือบวัสดุเหล่านี้จะได้รับความร้อนจากการเผาไหม้ทางเคมี หรือการกระตุ้นด้วยกระแสไฟฟ้า
ทำให้วัดสุอยู่ในสภาพหลอมเหลว หรือกึ่งหลอมเหลว แล้วถูกพ่นออกไปเป็นละอองอนุภาคระดับไมโครเมตร การวัดคุณภาพของผิวเคลือบ
ทำโดยการตรวจวัดความพรุนหรือปริมาณของรูพรุนของผิวเคลือบ, ตรวจวัดปริมาณออกไซด์, ตรวจวัดความแข็งมหภาคและ
ความแข็งจุลภาค (macro and micro-hardness), ตรวจวัดความแข็งแรงของการยึดเกาะ (bond strength), ตรวจวัดความหยาบ
ของพื้นผิว เป็นต้น ในบางครั้งกระบวนการพ่นเคลือบต้องอาศัยแขนกลเข้ามาช่วยในการยึดจับหัวปืนพ่น เนื่องจากกระบวนการสร้างเสียงดัง
และความร้อนสูง ทำไห้ใช้คนถือหัวพ่นได้ไม่สะดวก อีกทั้งการใช้แขนกลยังช่วยให้การกระจายของผิวเคลือบเป็นไปอย่างสม่ำเสมอกว่า

ชนิดของกระบวนการพ่นเคลือบด้วยความร้อน

• Plasma spraying
• Detonation spraying
• Wire arc spraying
• Flame spraying
• High velocity oxy-fuel coating spraying (HVOF)
• Warm spraying
• Cold spraying

Oxy-acetylene gas process

การเชื่อมแก๊ส แบบมีการเติมลวด กระบวนการเชื่อมแก๊สที่ใช้แพร่หลายมากที่สุดคือ  การเชื่อมออกซิเจน (Oxyfuel welding) หรือ
Oxyacetylene welding ถือว่าเป็นกระบวนการเชื่อมที่เก่าแก่และมีความยืดหยุ่นมากที่สุด แต่ในปัจจุบัน สำหรับงานระดับอุตสาหกรรมแล้ว
กระบวนการเชื่อมออกซิเจนได้รับความนิยมน้อยลงเว้นแต่การเชื่อมท่อ และการเชื่อมเพื่อซ่อมบำรุงที่ยังมีการใช้อยู่เครื่องมือที่ใช้ใน
กระบวนการเชื่อมออกซิเจนมักมีราคาไม่แพง และไม่ซับซ้อน เมื่อเทียบกับกระบวนการเชื่อมอื่น ๆ ซึ่งโดยทั่วไปกระบวนการนี้จะใช้
การเผาไหม้ระหว่าง อะซิเตลีน และออกซิเจน เพื่อสร้างเปลวเพลิงที่มีอุณหภูมิสุงได้ถึง 3100 องศา แต่เนื่องจากเปลวเพลิงที่เกิดขึ้นนี้
มีความหนาแน่นต่อพื้นที่ต่ำกว่าการเชื่อมอาร์ค ทำให้การเย็นตัวของแนวเชื่อมช้ากว่านำไปสู่การเกิดความเค้นตกค้างมากกว่า ส่งผลให้เกิด
การบิดเสียรูป

TIG process

การเชื่อมทิก (Tungsten Inert Gas welding, TIG) หรืออีกชื่อหนึ่งคือการเชื่อมอาร์คทังสเตนแก๊สปกคลุม (Gas Tungsten Arc Welding, GTAW) เป็นกระบวนการเชื่อมแบบอาร์คชนิดหนึ่งที่ใช้ แท่งอิเล็กโทรดเป็นทังสเตนในการเชื่อม บริเวณบ่อหล่อมจะมีแก๊สปกคลุมเพื่อป้องกันบ่อหลอมจากการปนเปื้อนหรือการทำปฏิกิริยากับอากาศรอบข้าง แก๊สเฉื่อยที่ใช้กันทั่วไปคืออาร์กอน หรือ ฮีเลี่ยม อย่างไรก็ตามแก๊สฮีเลี่ยมนั้นราคาแพงกว่าอาร์กอนมาก ในการเชื่อมมีทั้งแบบเติมลวดและไม่เติมลวดลงไปในบ่อหลอม
ในการเชื่อมมีกระแสไฟฟ้านี้เป็นตัวกระตุ้นให้แก๊สที่ปลายทังสเตนอิเล็กโทรดกลายเป็นไอออน และทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านระหว่างทังสเตนอิเล็กโทรดและบ่อหลอมเห็นเป็นลำพลาสมา

PTA (Plasma Transferred Arc)

การเชื่อมอาร์กพลาสมา
การเชื่อมอาร์กพลาสมาหรือที่เรียกว่ากระบวนการ PTA (Plasma Transferred Arc) เป็นกระบวนการเคลือบด้วยความร้อน ซึ่งถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในชั้นป้องกันการสึกหรอและการกัดกร่อน

การเชื่อมอาร์กพลาสมา: เทคโนโลยี
การเชื่อมอาร์กพลาสมาถูกนำมาใช้ส่วนใหญ่ในการผลิตอุปกรณ์การทำเหมือง รูปขวด บ่าวาล์ว และการซ่อมแซมสกรูอัดรีดหรือเครื่องยนต์อากาศยาน คุณลักษณะพิเศษสำหรับกระบวนการ PTA คืออาร์กควบคุมได้ที่แยกออกจากกันแบบแยกเดี่ยว ในการเชื่อมอาร์กพลาสมา อาร์กนำร่องจะเผาไหม้ระหว่างขั้วทังสเตนที่หลอมละลายและหัวฉีดพลาสมา ดังนั้นจึงสามารถเร่งก๊าซพลาสมาได้ (ส่วนใหญ่เป็นอาร์กอนหรือฮีเลียม)
ซึ่งทำให้เกิดประกายไฟของอาร์กหลักซึ่งเผาไหม้ระหว่างขั้วและชิ้นงาน ชิ้นงานจะหลอมละลาย นอกจากนี้เศษโลหะที่จ่ายเข้าไปยังหลอมเหลวด้วย
ซึ่งสามารถเก็บไว้เป็นชั้นป้องกันบนชิ้นงาน

การเชื่อมอาร์กพลาสมาอัตโนมัติ
การเชื่อมอาร์กพลาสมาเป็นกระบวนการเคลือบ ซึ่งทำโดยอัตโนมัติได้เป็นอย่างดีและก่อให้เกิดความสามารถในการทำซ้ำที่สูง ด้วยเหตุนี้
กระบวนการ PTA จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ต่อเนื่อง ใช้ได้กับระบบอัตโนมัติต่าง ๆ ตัวอย่างเช่น มีการนำหุ่นยนต์มาใช้
สำหรับการดำเนินการเครื่องพ่นไฟ (สำหรับชิ้นส่วนหนัก) และสำหรับการดำเนินการกับชิ้นส่วน (สำหรับชิ้นส่วนเบา)

การเชื่อมอาร์กพลาสมา: ข้อได้เปรียบ
กระบวนการ PTA เพิ่มอายุการใช้งานของชิ้นส่วน ซึ่งสัมผัสกับช่วงอุณหภูมิที่สูงมากหรือถูกแรงกระแทก กระบวนการเคลือบช่วยให้บริเวณ
ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนที่มีขนาดเล็กอัตราการทำงานที่สูง และการปนเปื้อนที่ต่ำสำหรับวัสดุพื้นฐาน

Coated arc process

การเชื่อมไฟฟ้า คือการเชื่อมอาร์คประเภทหนึ่ง ใช้อิเล็กโทรดหรือก้านธูปที่หุ้มด้วยฟลักซ์ ในการเชื่อมโลหะกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการเชื่อม
มีทั้งไฟฟ้ากระแสตรง และไฟฟ้ากระแสสลับ สร้างอาร์คขึ้นระหว่างปลายอิเล็กโทรดกับผิวชิ้นงานที่เชื่อม  เปลวอาร์คทำให้ผิวชิ้นงาน และ
อิเล็กโทรดหลอมเหลว ที่ผิวชิ้นงานเกิดเป็นบ่อหลอมและเนื้อวัสดุจากอิเล็กโทรดหลอมลงไปในบ่อหลอม รวมกันเกิดเป็นเนื้อเชื่อม และ
แนวเชื่อม ฟลักซ์ที่หุ้มอิเล็กโทรดอยู่หลอมเหลวและเปลี่ยนสภาพกลายเป็นแก๊สปกคลุม และบางส่วนเกิดเป็่นสแลกปกคลุมแนวเชื่อม
ซึ่งแก๊สปกคลุม และสแลกนี้ทำหน้าที่ป้องกันบรรยากาศรายรอบไม่ให้เข้าไปปนเปื้อนในเนื้อเชื่อม