งานเชื่อมไฟฟ้า

การเช่อื มไฟฟา้ Arc Welding พงษ์ศกั ด์ิ สวา่ งสุข สาขาเทคนคิ การผลติ (เชอ่ื มและประสาน) หัวหน้าแผนกวิชาเทคนิคพนื้ ฐาน สานักงานคณะกรรมการการอาชวี ศึกษา กระทรวงศกึ ษาธิการ

กรรมวธิ ีการเช่อื ม (Welding Process)

กรรมวธิ ีการเช่อื ม (Welding Process)

หลักการเชอื่ มไฟฟา้ (Arc Welding) หรอื การเชื่อมอาร์กลวดหุ้มฟลักซ์ (Shielded Metal Arc Welding: SMAW) การเชือ่ มไฟฟ้า หรอื การเชือ่ มอารก์ ลวดหุ้มฟลักซ์ (Shielded Metal Arc Welding: SMAW) คอื การเชื่อมด้วยไฟฟ้า ในลกั ษณะที่ทาให้เกิดการอาร์กและไดร้ บั ความรอ้ นจากการอาร์กระหวา่ งลวดเชือ่ ม ชนิดมีสารพอกหุ้มกบั ช้นิ งาน สารพอกหุ้มบนลวดเชือ่ มเม่อื ละลายจะทาหน้าที่เปน็ เกาะปอ้ งกนั บรรยากาศลวดเช่อื มทาหน้าทเี่ ป็นโลหะเตมิ ด้วย สารพอกห้มุ เมอ่ื แขง็ ตวั แลว้ จะกลายเปน็ สแลก (Slag) หรอื ข้ีเชอ่ื ม สรุป การตอ่ โลหะตั้งแต่ 2 ช้ินข้ึนไป ใหต้ ดิ กนั ดว้ ยความรอ้ นทเ่ี กิดจากการอารก์ ระหว่างลวดเชือ่ ม(โลหะประสาน)กับชิน้ งาน(โลหะ) ใหต้ ดิ เป็นเน้ือเดียวกัน ดงั รปู

เคร่อื งมือและอปุ กรณ์ในการเช่ือมอารก์ ลวดหมุ้ ฟลกั ซ์ การเช่อื มอาร์ก ลวดหมุ้ ฟลักซ์ เปน็ การด้วยไฟฟ้าท่ี อาศยั เคร่อื งเช่ือมเปน็ ตน้ กาลังในการ ผลิตกระแสเชอ่ื ม โดยเครอื่ งเช่ือมนจ้ี ะทาหนา้ ทจี่ ่ายกระแส ไฟจากสายเชือ่ มแลว้ ไหลตอ่ ไป ยงั ลวดเช่อื มและช้ินงานเพ่อื ใหเ้ กิด การอาร์กขนึ้ ขณะเชอื่ ม เคร่อื งมือและอปุ กรณเ์ บือ้ งต้น ในการเชื่อมอารก์ ลวดห้มุ ฟลักซ์ แสดง ดงั รปู

2. เคร่ืองเชื่อมไฟฟา้ (Electric Welding Machine) เครอ่ื งเชื่อมเปน็ อุปกรณท์ ่ีสาคญั ในกระบวนการเชอ่ื มเปน็ ตวั กาหนด พลังงาน โดยผลิตกระแสและแรงเคล่ือนออกมาคงทแี่ ละเพยี งพอทจี่ ะทาใหก้ าร อาร์คเกดิ ความร้อนจนสามารถหลอมละลายชน้ิ งานหนาตา่ ง ๆ ได้ เครอ่ื งเช่อื ม ไฟฟ้าที่ใชง้ านอยทู่ ว่ั ไป แบง่ ออกเป็น 2 ชนิด คือ 2.1 ชนิดกระแสตรง (Direct Current) หรอื เรียกว่า เครื่องเชอื่ ม DC 2.2 ชนดิ กระแสสลบั (Alternating Current) หรือเรียกว่า เคร่ืองเช่อื ม AC

2.1 เครื่องเชือ่ มกระแสตรง (Direct Current) หรือเรยี กว่า เคร่อื งเชอื่ ม DC เปน็ กระแสไฟทม่ี ที ศิ ทางการไหลทางเดียวจากขว้ั หน่งึ ไปยังอีกข้ัวหนง่ึ ในกรณีที่ใช้กระแสเชอ่ื มเป็นกระแสตรงซึ่ง เกิดจากการบังคับกระแสสลบั ใหไ้ หลได้ทางเดยี ว โดยใช้ อุปกรณเ์ รคตฟิ ายเออร์ (Rectifier) 2.2 เครื่องเชื่อมกระแสสลบั (Alternating Current) หรือเรยี กว่า เคร่ืองเช่อื ม AC เปน็ กระแสไฟทม่ี ที ศิ ทางการเคล่อื นทส่ี ลบั กนั เปน็ เสน้ โคง้ ไซน์ โดยใน 1 ไซเคลิ จะมกี ระแสผา่ น 0 จานวน 2 ครงั้ ผา่ นเคลอ่ื นบวกและคลน่ื ลบ อย่างละ 1 ครง้ั โดยใน 1 วนิ าที จะเกดิ การ สลบั อย่างน้ี จานวน 50 ครง้ั หรอื ทเ่ี รยี กวา่ 50 เฮริ ต์ (Hertz ; Hz)

3.วงจรการเชอ่ื มโลหะด้วยลวดเช่อื มหมุ้ ฟลกั ซ์(เชอื่ มไฟฟ้า) 3.1 การตอ่ ข้ัวเชือ่ มของกระแสตรง การต่อข้วั เชอ่ื มของกระแสตรงนี้จะต้องคานึงถงึ ระบบข้วั (Polarity) เน่อื งจากทิศทางการไหลของกระแสจะเปน็ ทิศทางเดีย่ วตลอด คอื จากขั้วลบไปขวั้ บวก ซ่งึ จะมผี ลต่อการอาร์กทท่ี าใหเ้ กิดความรอ้ นแตกต่างกัน เมือ่ ต่อขวั้ เชื่อมสลบั กัน ดังน้ี 3.1.1 การตอ่ ข้วั เชื่อม โดยให้ลวดเชอ่ื มเปน็ ขว้ั ลบ (Direct Current Electrode Negative ; DCEN) การตอ่ แบบนีเ้ ปน็ การเชอ่ื มดว้ ยกระแสตรงขว้ั ตรง (Direct Current Straight Polarity ; DCSP) ซงึ่ สายเช่อื มจะตอ่ เปน็ ขั้วลบ (Negative) และสายดนิ จะต่อเป็นขว้ั บวก (Positive) ผลจากการอารก์ จะทาให้เกดิ ความรอ้ นที่ ชิน้ งาน 2/3 (70%) และเกิดทลี่ วดเชื่อม 1/3 (30%) เน่อื งจากอิเล็กตรอนจะวงิ่ จากลวด เชอ่ื มเข้าชน (Impact) กบั ชิ้นงานตามทิศทางการไหลของกระแส แนวเช่อื มจะแคบเกดิ การซมึ ลกึ ได้ดี เหมาะสาหรบั เชอ่ื มช้นิ งานหนา ๆ ต้องการความแข็งแรงสงู

การตอ่ ขั้วเชื่อมโดยใหล้ วดเชื่อมเป็นข้วั ลบ (Direct Current Electrode Negative ; DCEN)

3.2.2 การต่อขวั้ เชือ่ มโดยใหล้ วดเชอ่ื มเป็นขวั้ บวก (Direct Current Electrode Positive ; DCEP) การตอ่ แบบน้ีเป็นการเชื่อมด้วยกระแสตรงขวั้ กลบั (Direct Current Reverse Polarity ; DCRP) ซ่ึงสายเช่ือมจะต่อเปน็ ข้วั บวก (Positive) และสายดนิ จะต่อเปน็ ขั้วลบ (Negative) ผลจากการอารก์ จะเกิดความร้อนที่ ชิ้นงาน 1/3 (30%) และเกิดความร้อนทล่ี วดเช่อื ม 2/3 (70%) เน่ืองจากอเิ ล็กตรอน จะวง่ิ จากชิ้นงานเข้าชน (Impact) กบั ลวดเชื่อมตามทิศทางการไหลของกระแส แนวเชอื่ ม จะกว้างซึมลกึ นอ้ ย เหมาะสาหรบั เชือ่ มชนิ้ งานบาง ๆ เชือ่ มงานเสรจ็ เรว็ ความ แขง็ แรงนอ้ ย

การตอ่ ขั้วเชื่อมโดยใหล้ วดเชื่อมเป็นข้วั บวก (Direct Current Electrode Positive ; DCEP)

3.วงจรการเชื่อมโลหะดว้ ยลวดเช่ือมหมุ้ ฟลักซ(์ เช่ือมไฟฟา้ ) 3.2 การตอ่ ขว้ั เช่อื มของเครือ่ งเชื่อมกระแสสลบั การต่อขั้วเช่ือมเปน็ สายเช่อื มหรอื สายดินจะใช้ข้วั ใดก็ได้ ซึง่ โดยปกติแล้วผู้ผลติ เคร่ืองเช่อื มจะกาหนดสญั ลกั ษณ์รูปคีมจบั ลวด เชอื่ มและคีมจับชน้ิ งานไวส้ าหรบั ต่อข้วั เชอ่ื ม

ใบงาน (Job Sheet) คาชแี้ จง ใหผ้ เู้ รยี นวาดภาพวงจรการเชอื่ มโลหะดว้ ยลวดเชอื่ มหุ้มฟลักซ์(เช่อื มไฟฟา้ ) ขอ้ 1 เขียนวงจรการตอ่ สายเชื่อมให้ลวดเช่ือมเปน็ ขว้ั บวก พร้อมบอกรายละเอยี ด ขอ้ 2 เขียนวงจรการต่อสายเชื่อมใหล้ วดเช่ือมเป็นข้ัวลบ พร้อมบอกรายละเอยี ด

เกณฑ์การให้คะแนน คาชี้แจง ให้ผู้เรียนวาดภาพวงจรการเช่ือมโลหะด้วยลวดเชื่อมหุม้ ฟลักซ์(เชื่อมไฟฟา้ ) เกณฑก์ ารประเมนิ ระดับคะแนน ข้อ 1 เขียนวงจรไดถ้ ูกต้อง 5 คะแนน ขอ้ 2 เขยี นวงจรไดถ้ ูกต้องรายละเอยี ดไม่ครบ 7 คะแนน ข้อ 3 เขียนวงจรไดถ้ ูกต้องรายละเอยี ดครบ 10 คะแนน