سیم بکسل ریز بار که تحت نام سیم بکسل نازک نیز خوانده می شود دسته ای از سیم بکسل ها می باشد که اغلب در سایز های بسیار نازک از 1 میلیمتر تولید می شود و هم در گرید های فولادی و هم در گرید های استنلس استیل تولید و مورد استفاده قرار می گیرد. سیم بکسل نازک در سایز های خیلی پایین با ساختار 7X7 نیز یافت می شود و در سایز های بالاتر با ساختار 6X19 نیز عرضه می گردد. سیم بکسل نازک اغلب بر روی قرقره های پلاستیکی در متراژ 1000 متری به بازار عرضه می شود که در واحد متر قیمت بالاتری نسبت به وزن نسبت به سایز های بالاتر سیم بکسل به سبب فرایند تولید دارد. سیم بکسل نازک را بصورت ساده و گاهی نیز بصورت روکش دار در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می دهند. بر حسب نوع کاربری تنسایل مقاومت کششی سیم بکسل نازک می تواند از 1560 الی 1990 نیوتن بر میلیمتر مربع متغیر باشد.
سیم بکسل نازک از آلیاژ های سخت فولادی که برای داشتن قابلیت فنریت اندکی از عنصر فلزی وانادیوم را نیز در ترکیبات شیمیایی خود جای داده اند با درصد متوسط کربن از 2 الی 4 درصد که خواص مقاومتی فولاد را میسر می سازد تولید می شوند. در حالت فولادی سیم بکسل نازک را به رنگ نقره ای با پوششی از گالوانیزه سرد که لایه نازکی از فلز روی یا Zn روی را بر روی سطح بیرونی آن قرار می دهد در بازار یافت می کنید که در برابر آب و رطوبت مقاومت مناسبی دارد. پر مصرف ترین گرید سیم بکسل نازک گرید های 1660 و 1770 نیوتن بر میلیمتر مربع هستند که با اضافه کردن درصدی از کربن و سپس انجام عملیات سخت کاری که بصورت همزمان سبب بالا رفتن تنسایل مقاومت کششی و سختی سطحی سیم بکسل نازک در برابر سایش سطحی می شوند عرضه می گردند.
استنلس استیل Stainless steel در واقع یک آلیاژ از فلز آهن با درصد بالایی از عناصر فلزی فعال مانند کروم و نیکل می باشد که خواص ضد زنگ دارد. سیم بکسل نازک استنلس استیل که به رنگ نقره ای مایل به زرد یافت می شود بدون نیاز به آبکاری سطحی دارای مقاومت محیطی بسیار بالایی نه تنها در تماس با آب و رطوبت بلکه در تماس با سیالاتی با قابلیت خورندگی بالاتر دارد و از آنجایی که این مقاومت ذاتی بوده و بر اثر پوشش سطحی بوجود نمی آید ایجاد خراش های سطحی نیز سیم بکسل نازک استیل را در معرض زنگ زدگی قرار نمی دهد. سرعت زنگ زدگی سیم بکسل نازک استیل بسیار پایین بوده و از این رو از این گرید فولاد در صنایع دریایی، دارویی و غذایی استفاده بسیاری می شود.
البته سیم بکسل نازک از جنس استنلس استیل نیز در طی مدت طولانی به تدریج دچار زنگ زدگی سطحی می شود اما سرعت زنگ زدگی در مقایسه با سیم بکسل نازک فولادی بسیار ناچیز می باشد. قابلیت عنصر فلزی روی یا زینک که حداقل 10.5% از کل ترکیبات شیمیایی فلز را در ترکیب شیمیایی سیم بکسل نازک به خود اختصاص می دهد در از دست دادن الکترون، اکسید شدن که در واقع نام علمی فرایند زنگ زدگی است سبب محافظت استیل در برابر زنگ زدگی می شود. البته گرید های مختلف سیم بکسل نازک قابلیت های زنگ زدگی متفاوتی بالاخص در محیط هایی با ترکیبات خورنده مختلف هستند.
دو گرید سیم بکسل نازک استنلس استیل عبارتند از گرید 304 با قابلیت جذب محدود در محیط مغناطیسی و گرید 316 بدون قابلیت جذب در تماس با آهنربا. با وجود اینکه هر دو گرید سیم بکسل نازک نامبرده شده دارای مقاومت کششی کاملا برابر هستند تاثیر عنصر فلزی مولیبدنیت هر چند به میزان بسیار اندک در ساختار سیم بکسل استیل نازک گرید 316 در محافظت سطحی از این فلز بالاخص در محیط های کلریدی بسیار مشهود می باشد.
زمانیکه صحبت از مقاومت وزنی سیم بکسل نازک به میان می آید می بایست با مقادیر کمی و عددی به ادامه بحث بپردازیم که این امر طبق محاسبات کاملا مهندسی صورت می پذیرد و با بکارگیری جداول مهندسی و در نظر داشتن فاکتور های کمی مانند تنسایل، WLL , MBL به ادامه بحث بپردازیم. بدیهی است که با بالا رفتن قطر سیم بکسل نازک قابلیت مقاومت کششی آن نیز بالا می رود که این امر را در جداول بصورت ضمنی با افزایش مقادیر WLL , MBL مشاهده می کنیم. حال آنکه تنسایل مقاومت کششی سیم بکسل نازک امری کاملا مجزا از سایز بوده و تنها تحت تاثیر متریال و عملیات حرارتی تغییر می کند. از این رو بررسی مقاومت سیم بکسل نازک تحت تاثیر نیروی کششی در معادلات بر حسب تنسایل نیاز به سطح مقطع و بر حسبب WLL , MBL بدون نیاز به سطح مقطع میسر می باشد.
در نظر داشتن این امر که MBL و تنسایل هر دو در نقطه ای اتفاق می افتند که سیم بکسل نازک عملا تحت تاثیر نیروی کششی در مرحله پارگی کامل قرار دارد در حالی که WLL در واقع بار گواه یا حداکثر نیروی قابل تحمل بدون تغییر طول در ناحیه الاستیک و در اصل همان مقدار کمی است که کاربران برای اتصال بار بر روی سیم بکسل نازک نیاز دارند شاید توضیح و انتخاب WLL بعنوان فاکتور دقیق در انتخاب مناسب تر باشد. در اغلب انواع و متریال های سیم بکسل نازک میزان MBL برابر با دو الی 3 برابر میزان کمی WLL است که امری کاملا بدیهی است چرا که MBL أر حداکثر تنش اعمال شده در مرحله پارگی سیم اندازه گیری می شود.
در توضیح محاسبات تنسایل سیم بکسل نازک باید گفت که هر اندازه که تنسایل این سیم بکسل باشد تقسیم بر 10 میزان باری است که در مرحله پارگی به ازای هر میلیمتر مربع از سطح مقطع سیم بکسل نازک تحمل می کند. بدین ترتیب تنسایل 1770 نیوتن بر میلیمتر مربع از سیم بکسل نازک به ازای هر میلیمتر مربع از سطح مقطع باری برابر با 177 کیلوگرم البته در مرحله پارگی کامل تحمل می کند. بدیهی است که سطح مقطه سیم بکسل نازک نیز با داشتن قطر بیرونی از رابطه ریاضی D*2X3.14/4 یعنی قطر به توان دو ضربدر عدد پی برابر با 3.14 و تقسیم بر 4 قابل محاسبه است.
مشخصات مکانیکی سیم بکسل ها شامل اطلاعات فنی هستند که کاربران از آنها برای انتخاب قطر و کاربری سیم بکسل استفاده می کنند. در بررسی مشخصات مکانیکی سیم بکسل نازک دو فاکتور تنسایل که تنها تابع متریال بکار رفته و عملیات حرارتی افزاینده سختی و کشش است معیر بوده و برای تمامی سایز های سیم بکسل نازک برابر می باشد. در عوض مفهوم MBL , WLL دو مفهومی هستند که بصورت مستقیم تحت تاثیر قطر و سایز سیم بکسل نازک قرار دارند. در واقه این دو فاکتور عددی از جنس تنسایل هستند با این تفاوت که برای سایز های مختلف متفاوت هستند.
با وجود شباهت هر دو فاکتور کمی MBL , WLL که هر دو تحت تاثیر سایز سیم بکسل نازک قرار دارند یک تفاوت عمده آنها این است که MBL یا حداقل تنش شکست مانند تنسایل در نقطه پارگی سیم بکسل نازک اتفاق می افتد حال آنکه WLL میزان باری است که سیم بکسل نازک در منطقه امن تحمل می کند. در اغلب گرید ها و متریال ها یک نسبتی مشخص بین WLL , MBL وجود دارد. بعنوان مثال در مورد سیم بکسل های استنلس استیل MBL 3 برابر WLL محاسبه می گردد. با توجه به گفته ها مناسب ترین فاکتور عددی در جداول مهندسی برای انتخاب سیم بکسل نازک WLL می باشد که در منطقه امن و قبل از برش سیم بکسل اتفاق می افتد.
بسته به ساختار سیم بکسل نازک از تعداد استرند ها و تعداد مفتول های متفاوتی در این بافت استفاده می شود که اغلب طبق بافت نوع استاندارد Standard یعنی با مفتول هایی با قطر برابر بافته می شوند. در این شرایط است که با دارا بودن تعداد رشته ها و حاصل ضرب تعداد رشته در مساحت هر مفتول می توان به سطح مقطع سیم بکسل نازک دسترسی پیدا کرد. بدیهی است که با دارا بودن قطر هر مفتول سطح مقطع هر یک از آنها از رابطه πr2 که در آن عدد پی برابر با 3.14 و r نیمی از قطر یا شعاع هر مفتول است بدست می آید. با محاسبه سطح مقطع سیم بکسل نازک و حاصلضرب آن در عدد WLL بر حسب نیوتن بر میلیمتر مربع می توان به میزان باری که سیم بکسل نازک در وضعیت امن می تواند تحمل کند رسید.
در صنایع و در تولید سیم بکسل ها از روش های متعددی در پوشش سطحی استفاده می شود که پر کاربرد ترین آنها آبکاری گالوانیزه سرد، آبکاری گالوانیزه گرم و روغن کاری یا گریس کاری سطحی که برای برخی از ساختار های سیم بکسل مانند سیم بکسل آسانسوری یا نتاب است مورد استفاده قرار می گیرد. این فرایند در مورد سیم بکسل های فولادی نازک تنها به روش آبکاری گالوانیزه سرد صورت می پذیرد که طی این فرایند یک لایه نازک چند میکرونی از فلز مقاوم زینگ یا روی Zn با عدد اتمی 30 که دارای الکترون های آزاد زیادی بوده و طی از دست دادن الکترون مانع از زنگ زدگی سطح فولادی مفتول های سیم بکسل نازک می شود بر روی آن قرار می گیرد. این فرایند در حمام هایی از روی در دمای تقریبی 240 الی 260 درجه سانتی گراد صورت می پذیرد که سطح براق به رنگ نقره ای از روی را طی فرایند آبکاری گالوانیزه سرد به سیم بکسل نازک می دهد.
لازم به ذکر است که مقاومت محیطی آبکاری گالوانیزه سرد نسبی و در برابر رطوبت می باشد و ایجاد خراش بر روی سطح گالوانیزه مفتول ها را برای زنگ زدگی و اکسید شدگی مستعد می سازد. در برخی از موارد از سیم بکسل نازک بعنوان مغزی برای سیم بکسل های روکش دار استفاده می شود که در این صورت نیز نمی توان این سیم را ضد زنگ نامید و تنها استفاده از گرید های استنلس استیل مانند گرید 304 و 316 است که منجر به مقاومت محیطی کامل سیم بکسل نازک خواهد شد.
