عملیات سطح کاری (Surfacing) در جوشکاری | انواع روش‌ها، کاربردها و کنترل رقت

عملیات سطح کاری (Surfacing) یکی از فرآیندهای مهم در صنایع تولیدی و تعمیراتی است که در آن با استفاده از روش‌هایی مانند جوشکاری، لحیم‌کاری یا پاشش حرارتی، لایه‌ای از فلز بر روی سطح یک فلز دیگر رسوب داده می‌شود. هدف از این عملیات، ایجاد خواص ویژه‌ای در سطح قطعه است؛ خواصی که معمولاً با ویژگی‌های فلز پایه متفاوت هستند.

این فرآیند می‌تواند برای افزایش مقاومت به سایش، مقاومت به خوردگی، مقاومت حرارتی یا بهبود ویژگی‌های مکانیکی و ابعادی قطعات مورد استفاده قرار گیرد. در بسیاری از موارد، عملیات سطح کاری به منظور بازسازی قطعات فرسوده و مستهلک انجام می‌شود، اما در برخی کاربردها نیز به عنوان بخشی از فرآیند ساخت قطعات جدید به کار می‌رود تا خواص موضعی مورد نیاز در ناحیه‌ای خاص از قطعه ایجاد شود.

مواد مصرفی مورد استفاده در عملیات سطح کاری شامل طیف گسترده‌ای از الکترودها، سیم‌ها و فیلرهای جوشکاری هستند که در فرآیندهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله:

• جوشکاری قوس فلزی دستی (SMAW)
• جوشکاری قوس فلزی با گاز محافظ (GMAW)
• جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ (GTAW)
• جوشکاری قوس با سیم توپودری (FCAW)
• جوشکاری زیرپودری (SAW)
• جوشکاری با پرتو لیزر (LBW)
• جوشکاری با سوخت گازی (OFW)
• لحیم‌کاری سخت (Brazing)
• پاشش حرارتی (Thermal Spraying)

شکل 1 – عملیات سطح کاری فلزات

روکش کاری (Cladding)

روکش کاری چیست؟

روکش کاری یا Cladding یکی از رایج‌ترین روش‌های عملیات سطحی است که معمولاً با فرآیندهای جوشکاری SMAW، SAW، GMAW و FCAW انجام می‌شود. در این فرآیند، یک لایه فلزی نسبتاً ضخیم بر روی سطح فلز پایه رسوب داده می‌شود تا مقاومت آن در برابر خوردگی، اکسیداسیون یا عوامل محیطی افزایش یابد.

به عنوان مثال، در صنایع فولاد، غلطک‌های نورد با استفاده از فرآیند جوشکاری زیرپودری (SAW) روکش‌کاری می‌شوند تا طول عمر و مقاومت آنها در شرایط کاری سخت افزایش یابد

شکل 2 – روکش‌کاری غلطک فولادی با فرآیند SAW

هدف از روکش کاری

مهم‌ترین هدف روکش کاری، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و شرایط محیطی مخرب است. در این روش، معمولاً روی فولادهای کربنی یا فولادهای کم‌آلیاژ، لایه‌ای از فلز مقاوم به خوردگی رسوب داده می‌شود.

نکته مهم این است که در طراحی قطعات روکش‌کاری شده، استحکام لایه روکش معمولاً به عنوان بخشی از ظرفیت باربری قطعه در نظر گرفته نمی‌شود و نقش اصلی آن محافظت از سطح است.

مواد مصرفی در روکش کاری

مواد مصرفی مورد استفاده در فرآیند Cladding می‌توانند به شکل‌های مختلفی عرضه شوند، از جمله:

• الکترودهای روپوش‌دار
• سیم جوش توپر
• سیم جوش توپودری
• الکترودهای تسمه‌ای (Strip Electrodes)

برخی از استانداردهای مهم انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) برای این مواد عبارت‌اند از:

1. AWS A5.4 – الکترودهای فولاد زنگ‌نزن برای جوشکاری SMAW
2. AWS A5.6 – الکترودهای مس و آلیاژهای مس برای جوشکاری SMAW
3. AWS A5.7 – سیم‌ها و مفتول‌های جوشکاری مس و آلیاژهای مس

مقاومت به خوردگی در روکش کاری

فلز رسوب داده شده در فرآیند روکش کاری باید در برابر انواع مختلف خوردگی مقاومت مناسبی داشته باشد. مهم‌ترین نوع خوردگی، خوردگی یکنواخت (Uniform Corrosion) است که نرخ آن معمولاً بر حسب mils/year یا mm/year بیان می‌شود.

طبقه‌بندی نرخ خوردگی به صورت زیر است:

نرخ خوردگی عالی

• کمتر از 0.13 میلی‌متر در سال
• کمتر از 5 mils/year

نرخ خوردگی خوب

• بین 0.13 تا 0.5 میلی‌متر در سال
• بین 5 تا 19 mils/year

نرخ خوردگی قابل قبول

• بین 0.51 تا 1.27 میلی‌متر در سال
• بین 20 تا 50 mils/year

نرخ خوردگی غیرقابل قبول

• بیش از 1.27 میلی‌متر در سال
• بیش از 50 mils/year

علاوه بر خوردگی یکنواخت، لایه روکش باید در برابر انواع خوردگی موضعی نیز مقاومت داشته باشد، از جمله:

• خوردگی حفره‌ای (Pitting Corrosion)
• خوردگی شکافی (Crevice Corrosion)
• خوردگی بین‌دانه‌ای (Intergranular Corrosion)
• ترک خوردگی ناشی از تنش (Stress Corrosion Cracking)

سختکاری سطحی (Hard Facing)

سختکاری سطحی چیست؟

سختکاری سطحی یا Hard Facing فرآیندی است که با هدف افزایش مقاومت سطح قطعه در برابر سایش، خراشیدگی، ضربه، فرسایش و ایجاد حفره انجام می‌شود. مشابه روکش کاری، استحکام فلز رسوب داده شده در طراحی سازه یا قطعه لحاظ نمی‌شود و هدف اصلی، افزایش دوام سطح است.

این فرآیند می‌تواند به صورت دستی، نیمه‌اتوماتیک، مکانیزه، تمام‌اتوماتیک یا رباتیک اجرا شود و معمولاً از فرآیندهای زیر بهره می‌برد:

• SMAW
• GMAW
• SAW
• FCAW
• Thermal Spray

انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) برای بسیاری از الکترودها و سیم‌های مورد استفاده در Hard Facing استانداردهای مشخصی تدوین کرده است.

سختکاری سطحی برای مقاومت در برابر سایش

مقاومت در برابر سایش مهم‌ترین دلیل استفاده از سختکاری سطحی محسوب می‌شود. نمونه رایج آن، سختکاری لبه باکت‌های خاکبرداری است که به منظور جلوگیری از فرسایش زودهنگام انجام می‌شود.

سختکاری لبه باکت خاکبرداری برای جلوگیری از فرسایش

انتخاب آلیاژ مناسب برای مقاومت سایشی باید پس از بررسی دقیق شرایط کاری انجام شود. عوامل مؤثر عبارت‌اند از:

• نوع سایش
• شدت ضربه
• دمای کاری
• شرایط خوردگی
• خستگی مکانیکی

اگرچه معمولاً بین سختی و مقاومت سایشی رابطه‌ای وجود دارد، اما سختی به تنهایی معیار مناسبی برای انتخاب آلیاژ مقاوم به سایش نیست.

انواع سایش

سایش در سه گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شود:

1. سایش کم تنش (Scratch Abrasion)

مانند حرکت شن و ماسه روی لبه گاوآهن.

2. سایش پر تنش (Grinding Abrasion)

مانند سایش گلوله‌های آسیاب مواد معدنی.

3. سایش شیاردار (Gouging Abrasion)

نوعی سایش شدید که با ایجاد شیارهای عمیق روی سطح همراه است.

سختکاری سطحی برای مقاومت در برابر ضربه

در بسیاری از تجهیزات صنعتی، قطعات علاوه بر سایش، در معرض ضربات مکرر و شدید نیز قرار دارند. در چنین شرایطی، انتخاب آلیاژ مناسب برای سختکاری سطحی اهمیت زیادی دارد، زیرا لایه سختکاری شده باید علاوه بر مقاومت در برابر سایش، توانایی جذب انرژی ضربه را نیز داشته باشد.

لبه باکت خاکبرداری سختکاری شده برای جلوگیری از فرسایش

ضربه را می‌توان بر اساس میزان انرژی منتقل شده به سه دسته اصلی تقسیم کرد:

ضربه سبک (Light Impact)

در ضربه سبک، انرژی جنبشی وارد شده به قطعه عمدتاً به صورت الاستیک جذب می‌شود و پس از حذف نیرو، قطعه به حالت اولیه خود بازمی‌گردد. در این شرایط معمولاً تغییر شکل دائمی در سطح ایجاد نمی‌شود.

ضربه متوسط (Medium Impact)

در ضربه متوسط، بخشی از انرژی به صورت الاستیک و بخشی دیگر به صورت پلاستیک جذب می‌شود. در نتیجه، امکان ایجاد تغییر شکل‌های محدود در سطح قطعه وجود دارد، اما معمولاً شکست یا ترک‌خوردگی رخ نمی‌دهد.

ضربه سنگین (Heavy Impact)

در کاربردهای ضربه سنگین، انرژی وارد شده به حدی زیاد است که حتی مقاوم‌ترین آلیاژها نیز ناچار به تغییر شکل یا شکست موضعی می‌شوند. در این شرایط، انتخاب مواد سختکاری باید به گونه‌ای باشد که علاوه بر سختی مناسب، از چقرمگی کافی نیز برخوردار باشند تا بتوانند انرژی ضربه را جذب کرده و از شکست زودهنگام جلوگیری کنند.

یکی از نمونه‌های شناخته‌شده کاربردهای ضربه سنگین، چکش‌های آسیاب چکشی است که به طور مداوم تحت ضربات شدید و همزمان در معرض سایش قرار دارند. به همین دلیل، این قطعات معمولاً با استفاده از آلیاژهای مقاوم به سایش و ضربه سختکاری می‌شوند تا عمر کاری آنها افزایش یابد.

چکش‌های سختکاری شده برای مقاومت در برابر سایش ناشی از ضربه شدید در آسیاب‌های چکشی

در کاربردهای مقاوم به ضربه، تنها افزایش سختی سطح کافی نیست. در بسیاری از موارد، ایجاد تعادل مناسب بین سختی، چقرمگی و مقاومت به سایش عامل اصلی موفقیت عملیات سختکاری سطحی محسوب می‌شود.

سختکاری سطحی برای مقاومت در برابر خستگی حرارتی

خستگی حرارتی (Thermal Fatigue) یکی از عوامل مهم تخریب قطعاتی است که به طور مداوم در معرض سیکل‌های متوالی گرم و سرد شدن قرار دارند. در چنین شرایطی، انبساط و انقباض مکرر سطح قطعه باعث ایجاد تنش‌های حرارتی شده و در نهایت منجر به تشکیل و گسترش ترک‌های سطحی می‌شود.

یکی از شناخته‌شده‌ترین نمونه‌های خستگی حرارتی، پدیده «ترک‌خوردگی ناشی از آتش» (Fire Cracking) در غلتک‌های ریخته‌گری مداوم فولاد است. این ترک‌ها در اثر تغییرات شدید دمایی و تنش‌های حرارتی مکرر به وجود آمده و به مرور زمان می‌توانند عملکرد و عمر مفید غلتک را به شدت کاهش دهند.

در شکل زیر، تصویر سمت چپ غلتکی را نشان می‌دهد که آثار ترک‌های خستگی حرارتی بر روی سطح آن مشاهده می‌شود. در تصویر سمت راست نیز غلتکی دیده می‌شود که بخشی از سطح آن ماشینکاری شده است تا عمق نفوذ و گسترش ترک‌ها در زیر سطح مشخص شود.

مقاومت یک آلیاژ در برابر خستگی حرارتی به مجموعه‌ای از خواص فیزیکی و مکانیکی آن بستگی دارد. به طور کلی، با افزایش ویژگی‌های زیر، مقاومت در برابر خستگی حرارتی نیز افزایش می‌یابد:

• رسانایی حرارتی بالا
• استحکام کششی نهایی بیشتر
• ازدیاد طول مناسب در نقطه شکست
• مدول الاستیسیته (مدول یانگ) بالاتر

در مقابل، افزایش ضریب انبساط حرارتی معمولاً باعث کاهش مقاومت قطعه در برابر خستگی حرارتی می‌شود؛ زیرا تغییرات ابعادی ناشی از نوسانات دمایی شدت بیشتری پیدا می‌کند و تنش‌های حرارتی بیشتری در قطعه ایجاد می‌شود.

برای کاربردهایی که در معرض سیکل‌های حرارتی شدید قرار دارند، فولادهای مارتنزیتی حاوی 5 تا 12 درصد کروم از متداول‌ترین مواد مورد استفاده هستند. این فولادها به دلیل ترکیب مناسب استحکام، مقاومت حرارتی و پایداری ساختاری، عملکرد مطلوبی در برابر ترک‌خوردگی ناشی از خستگی حرارتی از خود نشان می‌دهند.

در عملیات سختکاری سطحی قطعاتی مانند غلتک‌های ریخته‌گری، قالب‌های گرم‌کار و تجهیزات صنایع فولاد، انتخاب صحیح آلیاژ و کنترل شرایط بهره‌برداری نقش مهمی در افزایش مقاومت به خستگی حرارتی و افزایش عمر سرویس قطعه دارد.

روسازی (Buildup)

روسازی چیست؟

روسازی یا Buildup یکی از روش‌های عملیات سطحی است که در آن فلز جوش به منظور بازسازی ابعاد، اصلاح شکل هندسی یا جبران بخش‌های فرسوده و از دست رفته قطعه بر روی سطح رسوب داده می‌شود. برخلاف فرآیندهای روکش‌کاری (Cladding) و سختکاری سطحی (Hard Facing)، هدف اصلی در روسازی افزایش مقاومت به سایش یا خوردگی نیست، بلکه بازگرداندن قطعه به ابعاد و شرایط اولیه طراحی است.

این روش به طور گسترده در صنایع تعمیر و نگهداری مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند عمر قطعات گران‌قیمت را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. در بسیاری از موارد، به جای تعویض کامل قطعه، تنها بخش‌های آسیب‌دیده یا فرسوده توسط عملیات روسازی ترمیم شده و مجدداً وارد چرخه بهره‌برداری می‌شوند.

کاربرد روسازی در بازسازی قطعات

یکی از کاربردهای رایج روسازی، بازسازی چرخ‌های هرزگرد، شافت‌ها، غلتک‌ها، چرخ‌دنده‌ها و سایر قطعاتی است که در اثر سایش یا شرایط کاری سخت دچار کاهش ابعاد شده‌اند. در این موارد، فلز جوش بر روی نواحی فرسوده رسوب داده شده و سپس قطعه با عملیات ماشینکاری به ابعاد نهایی مورد نظر بازگردانده می‌شود.

بازسازی چرخ هرزگرد فرسوده با استفاده از فرآیند جوشکاری زیرپودری (SAW) و فلز پرکننده فولاد کم‌آلیاژ

مواد مصرفی در فرآیند Buildup

در عملیات روسازی معمولاً از فلزات پرکننده‌ای استفاده می‌شود که ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی آنها تا حد امکان مشابه فلز پایه باشد. این موضوع باعث می‌شود قطعه پس از تعمیر، رفتار مکانیکی مشابه قطعه اصلی داشته باشد و بتواند بارها و تنش‌های طراحی شده را تحمل کند.

برای این منظور از فرآیندهای مختلف جوشکاری استفاده می‌شود که جوشکاری قوس زیرپودری (SAW) یکی از رایج‌ترین آنها در بازسازی قطعات بزرگ صنعتی به شمار می‌رود. این فرآیند به دلیل نرخ رسوب بالا، کیفیت مناسب جوش و بهره‌وری مطلوب، گزینه‌ای مناسب برای عملیات روسازی محسوب می‌شود.

تفاوت روسازی با روکش کاری و سختکاری سطحی

مهم‌ترین تفاوت روسازی با فرآیندهای روکش‌کاری و سختکاری سطحی در نقش سازه‌ای فلز رسوب داده شده است. در روکش‌کاری و سختکاری، فلز جوش عمدتاً برای ایجاد خواص سطحی مورد استفاده قرار می‌گیرد و استحکام آن در طراحی قطعه لحاظ نمی‌شود.

اما در فرآیند روسازی، فلز رسوب داده شده بخشی از ساختار باربر قطعه محسوب می‌شود. به همین دلیل، استحکام و خواص مکانیکی فلز جوش در طراحی و ارزیابی عملکرد قطعه بازسازی شده در نظر گرفته می‌شود. از این رو انتخاب صحیح مواد مصرفی، کنترل کیفیت جوش و رعایت الزامات متالورژیکی در این فرآیند اهمیت ویژه‌ای دارد.

روسازی یکی از اقتصادی‌ترین روش‌های تعمیر قطعات صنعتی است و می‌تواند با کاهش هزینه‌های تعویض، افزایش عمر تجهیزات و کاهش زمان توقف خطوط تولید، نقش مهمی در بهبود بهره‌وری صنایع ایفا کند.

آسترکشی (Buttering)

آسترکشی چیست؟

آسترکشی یا Buttering یکی از روش‌های مهم عملیات سطحی در جوشکاری است که در آن یک یا چند لایه فلز جوش بر روی سطح قطعه رسوب داده می‌شود تا شرایط متالورژیکی مناسبی برای انجام جوشکاری نهایی فراهم شود. در این فرآیند، هدف اصلی اصلاح خواص متالورژیکی سطح و ایجاد سازگاری بین فلز پایه و فلز جوش است، نه بازسازی ابعاد قطعه یا افزایش مقاومت سایشی.

به عبارت دیگر، آسترکشی یک لایه واسط ایجاد می‌کند که از بروز مشکلات متالورژیکی در مراحل بعدی جوشکاری جلوگیری کرده و کیفیت اتصال نهایی را بهبود می‌بخشد.

هدف از آسترکشی

برخلاف روسازی (Buildup) که برای جبران کاهش ابعاد قطعه انجام می‌شود، آسترکشی عمدتاً به دلایل متالورژیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مهم‌ترین اهداف این فرآیند عبارت‌اند از:

• کاهش احتمال ترک‌خوردگی در حین یا پس از جوشکاری
• ایجاد سازگاری متالورژیکی بین فلزات غیرهمجنس
• کنترل ترکیب شیمیایی ناحیه جوش
• کاهش اثرات نامطلوب رقت (Dilution)
• جلوگیری از مهاجرت عناصر ناخواسته به فلز جوش
• بهبود کیفیت و دوام اتصال نهایی

کاهش حساسیت به ترک‌خوردگی

یکی از کاربردهای متداول آسترکشی، کاهش حساسیت برخی فلزات پایه به ترک‌خوردگی است. برای مثال، در جوشکاری فولادهای پرکربن که مستعد تشکیل ساختارهای سخت و شکننده هستند، می‌توان ابتدا یک لایه فولاد کم‌کربن روی سطح قطعه رسوب داد. این لایه واسط باعث کاهش میزان کربن مؤثر در ناحیه اتصال شده و احتمال ایجاد ترک را کاهش می‌دهد.

ایجاد گذار متالورژیکی بین فلزات غیرهمجنس

در بسیاری از صنایع لازم است فلزاتی با خواص متفاوت به یکدیگر متصل شوند. تفاوت در ضریب انبساط حرارتی، ترکیب شیمیایی یا رفتار متالورژیکی این فلزات می‌تواند منجر به ایجاد تنش، ترک یا کاهش عمر اتصال شود.

در چنین شرایطی، آسترکشی به عنوان یک لایه انتقالی عمل کرده و تنش‌های ناشی از اختلاف خواص دو فلز را کاهش می‌دهد. این روش به‌ویژه در تجهیزاتی که تحت سیکل‌های حرارتی مداوم قرار دارند، اهمیت زیادی دارد.

ایجاد لایه مانع (Barrier Layer)

یکی دیگر از کاربردهای مهم آسترکشی، ایجاد یک لایه مانع برای جلوگیری از انتشار عناصر نامطلوب بین فلز پایه و فلز جوش است. این موضوع به ویژه در عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) یا در تجهیزاتی که در دماهای بالا کار می‌کنند، اهمیت زیادی دارد.

لایه آستری می‌تواند از مهاجرت عناصر آلیاژی یا کربن جلوگیری کرده و خواص مورد نظر فلز جوش را حفظ کند.

کاربرد آسترکشی در روکش کاری فولادهای ضدزنگ

یکی از رایج‌ترین نمونه‌های صنعتی آسترکشی، استفاده از یک لایه بافر در روکش‌کاری فولادهای زنگ‌نزن بر روی فولادهای کم‌آلیاژ است. در این کاربرد، معمولاً یک لایه واسط از فلز جوش مناسب بین فلز پایه و روکش فولاد ضدزنگ قرار می‌گیرد تا از مهاجرت عناصر و ایجاد مشکلات متالورژیکی جلوگیری شود.

این لایه بافر نقش مهمی در حفظ مقاومت به خوردگی روکش و افزایش دوام اتصال ایفا می‌کند.

فرآیندهای مورد استفاده در آسترکشی

تقریباً تمامی فرآیندهای اصلی جوشکاری قابلیت استفاده در آسترکشی را دارند، مشروط بر آنکه بتوانند فلز جوشی سالم با ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی مورد نیاز تولید کنند.

انتخاب فرآیند مناسب معمولاً بر اساس عوامل زیر انجام می‌شود:

• کیفیت فلز جوش
• نرخ رسوب فلز
• کنترل ترکیب شیمیایی
• میزان رقت (Dilution)
• شکل و هندسه قطعه

در تمامی روش‌های آسترکشی، کنترل رقت اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا افزایش بیش از حد اختلاط فلز پایه با فلز جوش می‌تواند ترکیب شیمیایی لایه آستری را تغییر داده و عملکرد مورد انتظار آن را کاهش دهد.

به همین دلیل، در بسیاری از کاربردهای حساس، انتخاب پارامترهای جوشکاری به گونه‌ای انجام می‌شود که کمترین میزان رقت حاصل شده و خواص متالورژیکی لایه آستری به بهترین شکل حفظ شود.

کنترل رقت (Dilution Control)

احتمالاً بزرگترین تفاوت بین جوشکاری یک اتصال و رسوب‌دهی سطحی این است که رقت اغلب در سطح‌سازی بیشتر مورد توجه است. شکل زیر رقت را نشان می‌دهد؛ معادله درصد رقت را به عنوان تابعی از (A)، مقدار فلز سطحی اضافه شده، و (B)، مقدار فلز پایه ذوب شده نشان می‌دهد.

رقت فلز جوش

از دیدگاه متالورژیکی، ترکیب و خواص فلزات سطحی به شدت تحت تأثیر رقت به دست آمده قرار دارد. به دلیل این تأثیر، مقدار رقتی که با هر فرآیند جوشکاری به دست می‌آید باید در نظر گرفته شود تا ترکیب مناسب مواد سطحی و فرآیند جوشکاری مورد نیاز برای یک کاربرد خاص انتخاب شود.

متغیرهای جوشکاری مؤثر بر رقت

بیشتر عملیات سطحی‌سازی با یکی از فرآیندهای جوشکاری قوسی الکترود دستی (SMAW) انجام می‌شود از اینرو لازم است که تأثیر هر الکترود و متغیر جوشکاری قوسی بر میزان رقت را بدانیم و در نظر بگیریم.

• آمپراژ : با افزایش آمپر رقت را افزایش می یابد
• قطبیت : الکترود منفی جریان مستقیم (DCEN) نفوذ کمتری ایجاد می‌کند و بنابراین رقت کمتری نسبت به الکترود مثبت جریان مستقیم (DCEP) ایجاد می‌کند. جریان متناوب رقتی ایجاد می‌کند که بین DCEN و DCEP قرار دارد.
• اندازه الکترود : الکترودهای کوچکتر با آمپراژ کمتر و بنابراین رقت کمتر مرتبط هستند.
• افزایش طول الکترود : در فرآیند SMAW ، افزایش طول الکترود با افزایش نرخ ذوب الکترود ، رقت را کاهش می‌دهد.
• فاصله مهره‌ها یا گام : با کم شدن فاصله بین مهره‌ جوشها ، رقت کاهش می‌یابد.
• نوسان الکترود : پهنای بیشتر الگوی نوسان الکترود، رقت را کاهش می‌دهد. در شکل زیر به ترتیب از چپ به راست رقت افزایش می یابد.

تکنیک‌های نوسان اصلی و چیدمان مهره برای سطح‌سازی

سرعت پیشروی : کاهش سرعت پیشروی، مقدار فلز پایه ذوب شده را کاهش و مقدار فلز سطحی اضافه شده را در واحد زمان یا مسافت افزایش می‌دهد؛ بنابراین، رقت را کاهش می‌دهد.

تأثیر سرعت حرکت بر رقیق‌سازی (سایر شرایط بدون تغییر)

موقعیت جوشکاری و شیب قطعه کار : ترتیب کاهش رقت مربوط به موقعیت قطعه کار به شرح زیر است:

1. سربالایی (بیشترین رقت)،
2. افقی،
3. مسطح با شیب سربالایی،
4. مسطح بدون شیب، و
5. مسطح با شیب سراشیبی (کمترین رقت).

بیشتر سطوح در موقعیت تخت انجام می‌شود. طبق شکل 7.11 ، جوشکاری سربالایی یا سراشیبی صفحه تخت را می‌توان با کج کردن قطعه کار یا برای قطعات استوانه‌ای چرخان، با قرار دادن قوس خارج از مرکز انجام داد.

جوشکاری سربالایی و سراشیبی صفحات تخت و قطعات استوانه‌ای دوار

محافظت قوس الکتریکی

مطابق لیست زیر یک رتبه‌بندی کلی از مواد محافظ مختلف به ترتیب کاهش رقیق‌سازی است:

1. هلیوم،
2. فلاکس‌های گرانولی بدون افزودن آلیاژ،
3. دی‌اکسید کربن،
4. آرگون، و
5. فلاکس‌های گرانولی با افزودن آلیاژ.

کنترل هیدروژن

هیدروژن موجود در الکترودهای جوشکاری و یا آلودگی سطح قطعه کار به انواع چربیها می‌تواند با ایجاد ترک در رسوب یا زیرلایه، برای رسوبات سطحی مضر باشد. این اثر از یک نوع آلیاژ به نوع دیگر بسیار متفاوت است. به طور کلی، اثر مضر هیدروژن به ریزساختار فلز جوش و منطقه تحت تأثیر حرارت (HAZ) بستگی دارد و برای انواع مارتنزیتی بیشترین تأثیر را دارد و انواع آستنیتی کمترین تأثیر را دارند. سایر عوامل مؤثر بر تأثیر هیدروژن شامل میزان کربن و آلیاژ به علاوه متغیرهای جوشکاری در حین کار است.

اثر عملیات حرارتی

برخی از قطعات ممکن است پس از روکش‌کاری نیاز به عملیات حرارتی داشته باشند. برای مثال، مخازن تحت فشار با روکش فولاد ضد زنگ آستنیتی که مطابق با استاندارد ASME ساخته شده‌اند، ممکن است پس از روکش‌کاری نیاز به عملیات حرارتی تنش‌زدایی داشته باشند. این کار ممکن است برای فلز پایه ضروری تلقی شود، اگرچه می‌تواند به مقاومت در برابر خوردگی و حتی خواص مکانیکی روکش آسیب برساند.

تنش‌های حرارتی

موفقیت یک عملیات سطحی‌سازی گاهی اوقات به بزرگی تنش‌های داخلی و اینکه آیا تنش‌های خارجی برشی، کششی یا فشاری هستند یا خیر، بستگی دارد. تنش‌های پسماند ناشی از عملیات جوشکاری می‌توانند تنش‌های موجود در حین کار را افزایش داده یا خنثی کنند، در نتیجه هرگونه تمایل به ترک خوردن سطح را تشدید یا کاهش دهند.