01_Welding

งานเช่ือมโลหะ ดดั แปลงจากเอกสารคาํ สอนของ ผชู วยศาสตราจารยวันชัย ลีลากวีวงศ ภาควิชาวิศวกรรมอตุ สาหการและการจดั การ คณะวิศวกรรมศาสตรแ ละเทคโนโลยีอตุ สาหกรรม มหาวทิ ยาลยั ศลิ ปากร 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan งานเช่ือม (Welding) การเช่ือมโลหะหมายถึงกรรมวิธีกระบวนการเชื่อมตอโลหะให ติดกันอยางแข็งแรงสมบูรณและมีประสิทธิภาพ ซ่ึงสามารถกระทําได หลายๆ วิธี ทง้ั แบบกรรมวิธใี ชแรงดนั และกรรมวธิ ีการหลอมละลาย ชาง เชื่อมหรือผูเก่ยี วขอ งจะตองเลือกใชวิธีการเชื่อมใหถูกตองและเหมาะสม กบั ลักษณะของช้ินงาน เพ่ือใหไดงานเช่ือมที่ถูกตองสมบูรณ ประหยัดท้ัง เวลา คา แรงงาน คาวสั ดุ และคา ใชจา ยอนื่ ๆ 1

ประวัติและวิวัฒนาการของการเช่ือม แบง ได 3 ยุค ดงั น้ี โลหะ 1. วิวัฒนาการจากยุคโบราณ • โลหะที่มนุษยเร่ิมใช คือ ทองแดง เพราะเหนียว และออนตัว ไดด ี เร่มิ ใชช ว ง 1,000 ปก อน ค.ศ • สวนการเชื่อมแกสไดมีการพัฒนาข้ึนชวงตนศตวรรษท่ี 19 โดย Edmund Davy คนพบแกสอะเซทิลีนและไดนํามาผลิตใช กบั การเชอ่ื มและตดั โลหะดว ยออกซีอะเซทิลีน • พ.ศ. 2344 Sir Humphry Davy คนพบประกายไฟฟา ขณะ ทาํ การทดลองเก่ยี วกบั ไฟฟา ประวัติและววิ ฒั นาการของการเชอื่ มโลหะ (ตอ) • จากเอกสารแสดงวา การเช่ือมโลหะที่มีการหลอมละลาย ของโลหะเปน คร้งั แรก คอื Auguste de Meritens • พ.ศ. 2424 Auguste de Meritens ไดทําการเช่ือมแผน ตะก่วั ทีใ่ ชในแบตเตอรี่เขา ดวยกันโดยใชข้ัวไฟฟาที่ทําจาก แทงคารบ อน • พ.ศ. 2428 Bernados N. และ Olszeweskis ทําการ พัฒนาเครื่องเชื่อมขึ้นแทนแบตเตอร่ีแตยังใชแทงคารบอน อารกใหความรอนแกชน้ิ งานอยู 2

ประวัตแิ ละวิวฒั นาการของการเช่อื มโลหะ (ตอ ) • พ.ศ. 2431 N.G. Slavianoff ชาวรัสเซีย ไดนําข้ัวเชื่อม โลหะท่ีไมมีสารพอกหุมมาใชเปนคร้ังแรกแตยังมีปญหา อยู • พ.ศ. 2435 C.L. Coffin ชาวสหรัฐอเมริกา ไดบุกเบิก กรรมวิธีการเช่ือมโลหะแบบข้ัวเช่ือมโลหะที่ไมมีสารพอก หมุ เชนกัน • พ.ศ. 2435 N.G. Slavianoff ไดสิทธิบัตรในกรรมวิธีการ เช่ือมโลหะแบบขั้วโลหะทไี่ มมีสารพอกหุม ประวตั แิ ละวิวฒั นาการของการเชื่อมโลหะ (ตอ ) • พ.ศ. 2455 Kjellberg วิศวกรชาวสวีเดนไดจดสิทธิบัตร กรรมวิธีการเช่ือมแบบข้ัวเช่ือมท่ีมีสารพอกหุมหนา ทํา จากแอสเบสตอส มีโซเดียมซิลิเกตเปนตัวประสาน ทําให อารก สมํ่าเสมอ และไดเนื้อโลหะที่มีความบริสุทธิ์ดีกวาใช ลวดเปลือย 3

แนวเชื่อมทีส่ ามารถขยายขนาดไดตามตองการ ไมวาจะเปนการเชอ่ื มแผนโลหะหรอื ทอตาง ๆ ทาํ ใหว งการอุตสาหกรรมเติบโตขนึ้ รปู แสดงแนวเชื่อมทดี่ แี ละสมํ่าเสมอ 2. ววิ ัฒนาการจากยุคกลาง ชวงสงครามโลกครง้ั ที่ 2 เครอื่ งเชื่อมทใ่ี ชส ว นใหญจะเปน เครือ่ งเช่อื มกระแสตรง ประวตั แิ ละวิวฒั นาการของการเชือ่ มโลหะ (ตอ ) • พ.ศ. 2473 หลงั ชวงสงครามโลกคร้ังท่ี 2 Gobart และ Devers ได นํากรรมวิธีการเช่ือมอารกโลหะแกสคลุมหรือการเช่ือมมิกจออก มาเผยแพร ซ่ึงเปนกระบวนการเช่ือมที่มีประสิทธิภาพสูง การ หลอมละลายลกึ สูง แนวเช่ือมแคบ เชอื่ มไดดวยความเรว็ สูง • พ.ศ. 2485 The Linde Company ไดรับใบอนุญาตใหพัฒนา กรรมวิธีการเช่ือมแบบ GTAW (Gas Tungsten-Arc Welding) หรือ TIG สงครามโลกคร้ังท่ี 2 ไดกระตุนใหมีการพัฒนาการเชื่อม โดยใชแ กส เฉื่อยชว ยทําใหงานเชอื่ มมความสะอาด 4

ประวตั ิและวิวัฒนาการของการเชื่อมโลหะ (ตอ) • การเช่ือม GTAW ทําใหการใชอลูมิเนียมและแมกนีเซียม ในงานอตุ สาหกรรมไดเพม่ิ ข้ึนอยา งรวดเรว็ กรรมวิธกี ารเชื่อมแบบ GTAW(TIG) ท่ีใชเชือ่ ม อะลมู เิ นียมไมเปนปญหา และสาํ หรับเหลก็ กลาก็ สามารถทาํ ไดเชน กัน • พ.ศ. 2491 ไดมีการจดสิทธิบัตรกรรมวิธีการเช่ือมแบบ GMAW (Gas Metal-Arc Welding) • สาเหตุท่ีมีการพัฒนา GMAW เพราะตองการท่ีจะลดนํ้าหนัก และให ทนทานตอ การเกิดสนมิ ของแนวเชอื่ ม • กรรมวิธีน้ีจะใหความรอนเปนจุด สรางแนวเช่ือมท่ีลึกและแคบเม่ือเขต ความรอ นท่แี ตกตา งนีจ้ ะทําใหเช่อื มไดเ รว็ ข้ึน และไมตองทําความสะอาด บอ ยคร้งั • ผลท่ไี ด คอื แนวเชอ่ื มจะไมบ ดิ เบย้ี วหรือโคงงอ เปนการเชือ่ มแบบ GMAW(MIG) ใชล วดเชอ่ื มมีฟลกั ซห ุม นิยมใชมาก ในอตุ สาหกรรม 5

ประวัติและวิวฒั นาการของการเช่ือมโลหะ (ตอ) 3. วิวฒั นาการยคุ ปจ จบุ ัน • ปจจุบันกรรมวิธีการเชื่อมไดพัฒนาขึ้น ซ่ึงวิธีการเหลาน้ี ไดรับการออกแบบตามความตองการเฉพาะดาน สมาคม การเช่ือมของอเมริกา (ASW) ไดจัดแบงไวมากกวา 50 ชนิด ประวตั ิและววิ ัฒนาการของการเชอ่ื มโลหะ (ตอ) การเช่ือมแบบอ่นื ๆ การบัดกรี การบดั กรแี ข็ง (Soldering : S) (Brazing : B) การเชือ่ มในสถานะของแขง็ กรรมวธิ ีการเชอื่ ม การเชื่อมอารก (Solid-State Welding : SSW) (Arc Welding : AW) การเชื่อมแกส กระบวนการเกยี่ วเน่ือง การเชอื่ มดว ยความตานทาน (Oxyfuel Gas Welding : OFW) (Resistance Welding : RW) การแบงประเภทของกระบวนการเช่ือมตาม American Welding Society : AWS 6

ประวตั แิ ละวิวัฒนาการของการเช่ือมโลหะ (ตอ ) การตอดว ยกาว กระบวนการ การพน พอกดว ยความรอน (Adhesive Bonding : ABD) เก่ยี วเน่อื ง (Thermal Spraying : THSP) การตัดอารก การตัดดว ยความรอน การตัดดว ยออกซเิ จน (Arc Cutting : AC) (Thermal Cutting :TC) (Oxygen Cutting : OC) การตัดชนิดอื่นๆ การแบงประเภทของกระบวนการเชอื่ มตาม AWS ประวัตแิ ละวิวัฒนาการของการเชื่อมโลหะ (ตอ) การเชื่อมอารก (Arc Welding : AW) การเช่อื มอารก ใตฟลักซ (Submerged Arc Welding : SAW) การเชือ่ มอารก ลวดเปลอื ย การเชื่อมสลัก (Stud Arc Welding : SW) (Bare Metal Arc Welding : BMAW) การเชื่อมอารก ลวดเชื่อมสารพอกหุม การเชือ่ มดวยไฮโดรเจนอะตอม (Shield Metal Arc Welding : SMAW) (Atomic Hydrogen Welding : AHW) การเชอ่ื มอารก พลาสมา (Plasma Arc Welding : PAW) การเชอ่ื มอารกคารบอน การเชือ่ มอารกทังสเตนแกส คลุม (Carbon Arc Welding : CAW) (Gas Tungsten Arc Welding : GTAW) การเชื่อมอารกโลหะแกสคลุม (Gas Metal Arc Welding : GMAW) การแบงประเภทของกระบวนการเชอ่ื มตาม AWS 7

ประวัตแิ ละววิ ัฒนาการของการเชอ่ื มโลหะ (ตอ) การเชอ่ื มแกส (Oxyfuel Gas Welding : OFR) การเชอื่ มใชแรงกด การเชอื่ มออกซิเจน-อะเซทลิ ีน (Pressure Gas Welding : PGW) (Oxyacetylene Welding : OAW) การเชอ่ื มออกซิเจน-ไฮโดรเจน การเช่ือมอะเซทิลนี -อากาศ (Oxyhydrogen Welding : OHW) (Air Acetylene Welding : AAW) การแบง ประเภทของกระบวนการเชื่อมตาม AWS ประวัติและวิวัฒนาการของการเชือ่ มโลหะ (ตอ ) การเช่ือมในสถานะของแขง็ (Solid-State Welding : SSW) การเช่ือมตที บุ (Forge Welding : FOW) การเชอ่ื มหมุน (Roll Welding : ROW) การเช่ือมกดระเบิด (Explosion Welding : EXW) การเชื่อมกดรอน การเชื่อมแพร (Diffusion Welding : DFW) (Hot Pressure Welding : HPW) การเชอ่ื มกดเย็น (Cold Welding : CW) การเช่อื มอลุ ตราโซนิก (Ultrasonic Welding : USW) การเช่อื มกดเสียดทาน (Friction Welding : FRW) การแบงประเภทของกระบวนการเชือ่ มตาม AWS 8

ประวตั ิและวิวฒั นาการของการเชือ่ มโลหะ (ตอ ) การเชื่อมดวยความตา นทาน (Resistance Welding : RW) การเชื่อมอัพเสท (Upset Welding : UW) การเช่อื มความตา นทานความถีส่ งู (HFRW) การเชอ่ื มโพรเจกชนั่ (Projection Welding : RPW) การเชื่อมกระแทก (PEW) การเชื่อมตะเข็บ (Resistance Seam Welding : RSEW) การเชอ่ื มชนวาบ (FW) การเชอื่ มจุด (Resistance Spot Welding : RSW) การแบง ประเภทของกระบวนการเช่อื มตาม AWS ประวัตแิ ละวิวฒั นาการของการเช่อื มโลหะ (ตอ) การเชื่อมแบบอืน่ ๆ การเชอ่ื มลําอเิ ล็กตรอน การเชื่อมเลเซอร (Laser Beam Welding : LBW) (Electron Beam Welding : EBW) การเชอ่ื มเทอรม ทิ (Thermit Welding : TW) การเช่ือมแบบโฟล (Flow Welding : FLOW) การเชอื่ มเหนยี่ วนาํ (Induction Welding : IW) การแบง ประเภทของกระบวนการเชอื่ มตาม AWS 9

ประวัตแิ ละวิวัฒนาการของการเช่ือมโลหะ (ตอ ) การบัดกรี (Soldering : S) การบัดกรีดวยความตา นทาน การบัดกรใี นเตา (Furnace Soldering : FS) (Resistance Soldering : RS) การบัดกรีในเตาเหนี่ยวนาํ การบัดกรดี วยเปลวไฟ (Torch Soldering : TS) (Induction Soldering : IS) การบดั กรดี วยคลื่น (Wave Soldering : WS) การบดั กรีดวยอินฟราเรด การบดั กรดี วยหวั แรง (Iron Soldering : INS) (Infrared Soldering : IRS) การบดั กรีแบบจุม (Dip Soldering : DS) การแบงประเภทของกระบวนการเชือ่ มตาม AWS ประวตั ิและวิวัฒนาการของการเช่ือมโลหะ (ตอ ) การบัดกรแี ขง็ (Brazing : B) การบดั กรแี ข็งเปนกลุม (Block Brazing : BB) การบัดกรีแข็งเหน่ยี วนํา (Induction Brazing : IB) การบดั กรีแขง็ แพร (Diffusion Brazing : DFB) การบัดกรีแขง็ อนิ ฟราเร็ด (Infrared Brazing : IRB) การบัดกรีแข็งแบบจมุ (Dip Brazing : DB) การบดั กรแี ข็งดวยความตา นทาน (Resistance Brazing : RB) การบัดกรีแบบโฟล (Flow Brazing : FLB) การบดั กรีแขง็ ดว ยเปลวไฟ (Torch Brazing : TB) การบดั กรีแข็งคารบ อนอารก (Twin Carbon Arc Brazing : TCAB) การบัดกรแี ขง็ ในเตา (Furnace Brazing : FB) การแบง ประเภทของกระบวนการเช่ือมตาม AWS 10

ประวตั แิ ละววิ ฒั นาการของการเช่อื มโลหะ (ตอ ) การตดั ดว ยออกซิเจน (Oxygen Cutting : OC) การตัดดว ยแกส (Oxyfuel gas Cutting : OFC) การตดั ใชผ งเหล็ก (Metal Powder Cutting : POC) - ตดั ออกซิ-ไฮโดรเจน (Oxyhydrogen Cutting : OFC-H) การตดั ออกซิเจนอารก (Oxygen Arc Cutting : AOC) - ตดั ออกซ-ิ อะเซทิลนี (Oxyacetylene Cutting : OFC-A) การตัดใชฟ ลักซเ คมี (Chemical Flux Cutting : FOC) - ตัดออกซ-ิ แกส ธรรมชาติ (Oxynatural Cutting : OFC-N) การตัดออกซเิ จนเลนส (Oxygen Lance Cutting : LOC) - ตดั ออกซ-ิ โพรเพน (Oxypropane gas Cutting : OFC-P) การแบง ประเภทของกระบวนการเช่อื มตาม AWS ประวัตแิ ละววิ ฒั นาการของการเชอ่ื มโลหะ (ตอ) การตัดดว ยการอารก (Arc Cutting : AC) การตดั พลาสมา (Plasma Arc Cutting : PAC) การตัดอารกคารบอน การตดั อารกโลหะ (Metal Arc Cutting : MAC) (Carbon Arc Cutting : CAC) การตดั ดวยลวดหุมฟลักซ การตัดอารกโลหะแกสคลุม (Shield Metal Arc Cutting : SMAC) (Gas Meta Arc Cutting : GMAC) การตดั อารกทงั สเตนแกส คลมุ (Gas Tungsten Arc Cutting : GTAC) การตดั อารกคารบ อน-อากาศ (Air Carbon Arc Cutting : AAC) การแบง ประเภทของกระบวนการเช่อื มตาม AWS 11

ประวตั ิและววิ ัฒนาการของการเช่ือม โลหะ (ตอ) การตัดชนดิ อ่ืนๆ การตดั ดว ยลาํ แสงเลเซอร (Laser Beam Cutting : LBC) การตดั ดวยลาํ อิเล็กตรอน (Electron Beam Cutting : EBC) การแบงประเภทของกระบวนการเชือ่ มตาม AWS ประวัติและวิวฒั นาการของการเชือ่ มโลหะ (ตอ ) การพน พอกดว ยความรอ น (Thermal Spraying : THS) การพนพอกดวยเปลวไฟ (Flame Spraying : FLSP) การพน พอกดว ยพลาสมา (Plasma Spraying : PSP) การพน พอกดว ยอารก (Electric Arc Spraying : EASP) การแบง ประเภทของกระบวนการเชอ่ื มตาม AWS 12

208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชอ่ื มโลหะ กระบวนการเชื่อมโลหะ (Welding Processes) เกิดขี้นมาตั้งแตในอดีตในยุคท่ีมนุษย รูจักการนําโลหะมาประยุกตเปนเครื่องมือเคร่ืองใชและกระบวนการเช่ือมได วิวัฒนาการและพัฒนาการมาเปนลําดับ ซึ่งการเช่ือมไดถูกคิดคนกระบวนการเช่ือม ใหมๆ เพิ่มขึ้นมากมาย โดยอาศัยความกาวหนาทางเทคโนโลยีช้ันสูงสมัยใหม ประกอบกับประสบการณ ไดปรับปรุงเพ่ิมเติมพัฒนากระบวนการเชื่อมท่ีมีอยูกอน เพ่อื ใหเ หมาะสมกบั สภาพงาน ตรงตามความตองการของผูใชและลักษณะงาน ไมวา จะเปนงานผลิตหรืองานซอมบํารุงก็ตาม โดยพยายามใหเปนกระบวนการเช่ือมท่ีมี ประสทิ ธภิ าพสมบรู ณมากที่สุด ดว ยเหตนุ ี้จึงมกี ระบวนการเช่ือมมากมายไมนอยกวา 40 ชนดิ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan Gas Metal Arc Welding: กระบวนการเชื่อมโลหะ Plasma Arc Welding: GMAW PAW Gas Tungsten Arc Welding: Shield Metal Arc Welding: GTAW SMAW Submerged Arc Welding: SAW Oxy-acetylene Welding: OAW 13

208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชือ่ มโลหะ จากกระบวนการเชอื่ มทีม่ อี ยูห ลายวธิ ีนัน้ กระบวนการเชอ่ื มที่เปน ทีน่ ิยมไดแ ก 1. กระบวนการเช่อื มไฟฟาดวยลวดเช่ือมหมุ ฟลกั ซ (Shield Metal Arc Welding Process : SMAW) 2. กระบวนการเชื่อมใตฟ ลกั ซ (Submerged Arc Welding Process : SAW) 3. กระบวนการเชอ่ื มโลหะกาซคลมุ (Gas Metal Arc Welding Process : GMAW) 4. กระบวนการเชอ่ื มอารค ทังสเตนกา ซคลุม (Gas Tungsten Arc Welding) 5. กระบวนการเชอ่ื มโลหะดว ยกา ซออกซิ-อะเซติลนี (The Oxy-acetylene Welding Process : OAW) 6. กระบวนการเชอื่ มพลาสมา (Plasma Arc Welding : PAW) กระบวนการเชือ่ มโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชือ่ มไฟฟาดวยลวดเชือ่ มหุมฟลักซ (Shield Metal Arc Welding Process : SMAW) กระบวนการเช่ือมเกิดจากการอารคระหวางปลายลวดเช่ือมไฟฟา (Electrode) กับ ชิน้ งาน (Base Metal) ทําใหเ กดิ ความรอนอันรุนแรง (ประมาณ 3,300 °C – 5,500°C ) เผาแผนโลหะงานตรงจุดที่อารคใหหลอมละลายเปนแอง ขณะเดียวกันปลายลวด เช่อื มกห็ ลอมละลายและหยดเตมิ ลงไปในแอง นน้ั 14

กระบวนการเช่ือมโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชื่อมไฟฟา ดวยลวดเชอื่ มหมุ ฟลกั ซ (Shield Metal Arc Welding Process : SMAW) อุปกรณ SMAW 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชอ่ื มโลหะ จากกระบวนการเช่อื มทม่ี อี ยหู ลายวธิ ีน้ัน กระบวนการเชือ่ มท่ีเปน ท่ีนยิ มไดแก 1. กระบวนการเชอ่ื มไฟฟาดวยลวดเชอ่ื มหมุ ฟลกั ซ (Shield Metal Arc Welding Process : SMAW) 2. กระบวนการเช่อื มใตฟลกั ซ (Submerged Arc Welding Process : SAW) 3. กระบวนการเชื่อมโลหะกา ซคลุม (Gas Metal Arc Welding Process : GMAW) 4. กระบวนการเชอ่ื มอารคทงั สเตนกา ซคลุม (Gas Tungsten Arc Welding) 5. กระบวนการเชอื่ มโลหะดว ยกาซออกซิ-อะเซตลิ นี (The Oxy-acetylene Welding Process : OAW) 6. กระบวนการเชอ่ื มพลาสมา (Plasma Arc Welding : PAW) 15

กระบวนการเชื่อมโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชื่อมใตฟ ลกั ซ (Submerged Arc Welding Process : SAW) เปนกระบวนการเช่ือมไฟฟาชนิดหน่ึงท่ีใชความรอนจากการอารคระหวางลวดเชื่อม เปลือยกับโลหะชิ้นงาน ลวดเชื่อมถูกปอนมาอยางตอเน่ืองโดยอุปกรณปอนลวด กอ นเร่มิ ตน เชอื่ มและขณะเชื่อมจะมีผงฟลักซชนิดเม็ดละเอียดจากถังใสฟลักซ (Flux Hopper) ไหลลงมาคลุมปกปดการอารค และไหลอยางตอเนื่องขณะเคร่ืองเช่ือม เคลือ่ นท่ไี ปจนสดุ แนว กระบวนการเช่ือมโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเช่อื มใตฟ ลกั ซ (Submerged Arc Welding Process : SAW) อปุ กรณ SAW 16

208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชื่อมโลหะ จากกระบวนการเชอ่ื มท่ีมีอยูหลายวธิ นี ้ัน กระบวนการเชื่อมทเ่ี ปนทนี่ ยิ มไดแ ก 1. กระบวนการเช่อื มไฟฟาดว ยลวดเช่อื มหมุ ฟลักซ (Shield Metal Arc Welding Process : SMAW) 2. กระบวนการเชื่อมใตฟ ลักซ (Submerged Arc Welding Process : SAW) 3. กระบวนการเชอ่ื มโลหะกาซคลุม (Gas Metal Arc Welding Process : GMAW) 4. กระบวนการเช่อื มอารค ทังสเตนกาซคลุม (Gas Tungsten Arc Welding) 5. กระบวนการเชอ่ื มโลหะดวยกา ซออกซ-ิ อะเซติลนี (The Oxy-acetylene Welding Process : OAW) 6. กระบวนการเชือ่ มพลาสมา (Plasma Arc Welding : PAW) กระบวนการเช่ือมโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชื่อมโลหะกาซคลมุ (Gas Metal Arc Welding Process : GMAW) การเชื่อมอารคโลหะกาซคลุม หรือเรียกวา การเชื่อมมิก (MIG มาจาก Metal Inert Gas) เปนกระบวนการเชื่อมไฟฟาแบบอารค ซ่ึงการอารคเกิดข้ึนระหวางลวดเชื่อม เปลอื ยที่ถกู ปอนมาอยางตอเนื่องกับโลหะช้ินงาน ความรอนแรงจากการอารค จะทํา ใหปลายลวดเช่ือมหลอมละลาย เติมลงไปรวมตัวกับนํ้าโลหะบนช้ินงานไดเปนแนว เชื่อม ขณะเดียวกันบริเวณการอารคจะถูกปกคลุมดวนกาซซ่ึงจายมาจากหัวเชื่อม เพื่อเปน การปองกนั กาซออกซิเจนและกาซไนโตรเจนจากบรรยากาศ 17

กระบวนการเช่ือมโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชอ่ื มโลหะกา ซคลมุ (Gas Metal Arc Welding Process : GMAW) อุปกรณ GMAW กาซคลุม (Shielding Gas) ไดแก Ar, He, CO2 และกาซผสมเชน กาซอารกอนผสม ออกซเิ จน หรือกา ซอารก อนผสมกา ซคารบ อนไดออกไซด กระบวนการเชื่อมโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชื่อมโลหะกา ซคลมุ (Gas Metal Arc Welding Process : GMAW) 18

208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชอื่ มโลหะ จากกระบวนการเช่ือมท่มี อี ยหู ลายวธิ นี ้ัน กระบวนการเชอื่ มท่เี ปนท่นี ยิ มไดแ ก 1. กระบวนการเชอ่ื มไฟฟาดวยลวดเช่ือมหุมฟลกั ซ (Shield Metal Arc Welding Process : SMAW) 2. กระบวนการเชอ่ื มใตฟ ลักซ (Submerged Arc Welding Process : SAW) 3. กระบวนการเช่ือมโลหะกา ซคลมุ (Gas Metal Arc Welding Process : GMAW) 4. กระบวนการเชื่อมอารคทังสเตนกาซคลุม (Gas Tungsten Arc Welding) 5. กระบวนการเชื่อมโลหะดว ยกา ซออกซ-ิ อะเซติลีน (The Oxy-acetylene Welding Process : OAW) 6. กระบวนการเชอื่ มพลาสมา (Plasma Arc Welding : PAW) กระบวนการเชอื่ มโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเช่อื มอารคทังสเตนกา ซคลมุ (Gas Tungsten Arc Welding : GTAW) กระบวนการเช่ือมอารคทังสเตนกาซคลุม หรือเรียกวา กระบวนการเช่ือมทิก (TIG มาจาก Tungsten Inert Gas) เปนกระบวนการเช่ือมที่มีประสิทธิภาพ กระบวนการ เชื่อมชนิดนี้การอารคเกิดข้ึนระหวางแทงอิเล็กโทรดทังสเตน (Tungsten Electrode) กับโลหะช้ินงาน และบริเวณการอารกจะปกคลุมดวยกาซเฉ่ือยหรือกาซคลุม ซึ่งพน มาจากหัวเช่ือม โดยลวดเชื่อมท่ีเติมลงไปในแนวเช่ือมจะใชหรืออาจไมใชก็ไดขึ้นอยู กับชิ้นงานเช่ือม 19

กระบวนการเชอ่ื มโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชอื่ มอารคทังสเตนกาซคลมุ (Gas Tungsten Arc Welding : GTAW) กระบวนการเช่อื มโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชอ่ื มอารค ทังสเตนกา ซคลุม (Gas Tungsten Arc Welding : GTAW) อุปกรณ GMAW กาซคลมุ (Shielding Gas) ไดแ ก Ar, He 20

208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชอื่ มโลหะ จากกระบวนการเชอ่ื มท่ีมอี ยูห ลายวิธนี ัน้ กระบวนการเชอื่ มที่เปนที่นิยมไดแ ก 1. กระบวนการเชื่อมไฟฟาดวยลวดเชื่อมหุมฟลกั ซ (Shield Metal Arc Welding Process : SMAW) 2. กระบวนการเชอ่ื มใตฟ ลกั ซ (Submerged Arc Welding Process : SAW) 3. กระบวนการเชื่อมโลหะกาซคลุม (Gas Metal Arc Welding Process : GMAW) 4. กระบวนการเช่ือมอารคทงั สเตนกาซคลมุ (Gas Tungsten Arc Welding) 5. กระบวนการเช่ือมโลหะดวยกาซออกซิ-อะเซติลนี (The Oxy-acetylene Welding Process : OAW) 6. กระบวนการเชอ่ื มพลาสมา (Plasma Arc Welding : PAW) กระบวนการเชื่อมโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชือ่ มโลหะดวยกาซออกซ-ิ อะเซตลิ ีน (The Oxy-acetylene Welding Process : OAW) เปนกระบวนการเชื่อมโลหะแบบหลอมละลาย โดยใชเปลวไฟจากการผสมระหวาง กาซออกซิเจน (O2) กับกาซอะเซติลีน (C2H5) ซึ่งไดเปลวไฟที่มีความรอนแรง (ประมาณ 3,100 ˚C – 3,500 ˚C) เผาโลหะบริเวณแนวท่ีจะเช่ือมใหหลอมละลายเช่ือม เขา ดวยกนั โดยไมตอ งใชแรงอดั จะเติมลวดเชอ่ื มหรอื ไมเติมก็ไดข้ึนอยกู ับช้นิ งาน 21

กระบวนการเช่อื มโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชื่อมโลหะดว ยกา ซออกซ-ิ อะเซติลนี (The Oxy-acetylene Welding Process : OAW) อุปกรณ OAW 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชอ่ื มโลหะ จากกระบวนการเชอ่ื มที่มอี ยูห ลายวิธีน้ัน กระบวนการเชอ่ื มท่เี ปน ที่นิยมไดแ ก 1. กระบวนการเชื่อมไฟฟา ดวยลวดเชอื่ มหุมฟลักซ (Shield Metal Arc Welding Process : SMAW) 2. กระบวนการเชอ่ื มใตฟ ลกั ซ (Submerged Arc Welding Process : SAW) 3. กระบวนการเช่ือมโลหะกาซคลมุ (Gas Metal Arc Welding Process : GMAW) 4. กระบวนการเชอ่ื มอารค ทงั สเตนกาซคลมุ (Gas Tungsten Arc Welding) 5. กระบวนการเชื่อมโลหะดว ยกา ซออกซิ-อะเซติลีน (The Oxy-acetylene Welding Process : OAW) 6. กระบวนการเชื่อมพลาสมา (Plasma Arc Welding : PAW) 22

กระบวนการเชื่อมโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชอ่ื มพลาสมา (Plasma Arc Welding : PAW) เปนกระบวนการเช่ือมดวยไฟฟาแบบหน่ึง ที่มีลักษณะคลายกับการเชื่อมอารค ทังสเตนกาซคลุมหรือการเชื่อม TIG ความรอนจากเปลวอารคจะถูกบังคับให เคลื่อนที่ผานนอซซึล (Constricted Arc) จากแทงอิเล็กโทรดทังสเตนไปยังช้ินงาน (Transferred Arc) หรือระหวางแทงอิเล็กโทรดทังสเตนรูบังคับเปลวอารค (Constricting Orifice) กระบวนการเชื่อมโลหะ 208281 Workshop Practice Created by Prateep Chaisermtawan กระบวนการเชื่อมพลาสมา (Plasma Arc Welding : PAW) 23

การตอ กัน 5 รูปแบบ (5 Types of Joints) 1. Butt joint • วางชน้ิ งาน 2 ชน้ิ แนวเดยี วกนั • เอามุมชนกัน การตอกัน 5 รปู แบบ (ตอ) 2. Corner joint • วางชนิ้ งาน 2 ชนิ้ เอามมุ ใดมมุ หนึ่งชนกนั • ทาํ มมุ ตอกัน 24

การตอกัน 5 รูปแบบ (ตอ ) 3. Lap joint • วางชิน้ งาน 2 ชิ้นเหลอ่ื มๆ กัน การตอกัน 5 รปู แบบ (ตอ ) 4. Tee joint • วางชิ้นงาน 2 ชน้ิ ในลักษณะตง้ั ฉาก • เหมือนรูปตัว “ T ” 25

การตอกัน 5 รปู แบบ (ตอ) 5. Edge joint • วางช้ินงาน 2 ชิ้นเอาขอบชนกนั รปู แบบงานเช่ือม (Types of Welds) Fillet Weld เปนการเชอื่ มขอบใหต ดิ เกิดเกดิ เปนมมุ มี 4 แบบ a. เชือ่ มมุมดา นใน b. เชอ่ื มมุมดา นนอก c. เชือ่ มมมุ ดานนอก 2 ฝง d. เชอื่ มมมุ รปู ตวั “ T ” 26

รปู แบบงานเชื่อม (ตอ) Groove Weld เปน การเชือ่ มงานทมี่ ีรอ ง มี 6 แบบ a. เชอื่ มรอง 1 ดาน b. เช่อื มบาก 1 บาก c. เช่ือมรองรปู ตัว “ V ” 1 ดาน รูปแบบงานเชอื่ ม (ตอ ) d. เชื่อมรอ งรูปตัว “ U ” 1 ดาน e. เชื่อมรองรูปตัว “ J ” 1 ดาน f. เชื่อมรองรูปตวั “ V ” 1 คู 27

รูปแบบงานเชื่อม (ตอ) Spot Weld เปนการเชอ่ื มจุดระหวางช้ินงาน 2 ช้ิน • วางช้นิ งาน 2 ชน้ิ ในลกั ษณะขนานกัน • แลว เชื่อมจุด ตาํ แหนง ทา เชอื่ มสาํ หรบั งานแผน เชอ่ื มตอ ชน (Butt Weld) ทา เช่ือม (PA Flat) ทาระดบั หรือทา ขนาน (PC Horizontal Vertical) ทาเหนือหวั (PE Overhead) 28

ตาํ แหนงทา เชอ่ื มสําหรบั งานแผน เชื่อมตอ ชน (Butt Weld) ทาต้ังขึน้ ทาต้ังลง (PF Vertical Upwards) (PG Vertical Downwards) ตาํ แหนงทา เชอื่ มสาํ หรบั งานแผน เชอ่ื มตอชนฟล เลท (Fillet Weld) ทาราบ ทาระดับหรือทา ขนาน (PA Flat) (PB Horizontal Vertical) 29

ตําแหนงทา เชอื่ มสําหรบั งานแผน เช่อื มตอ ชนฟล เลท (Fillet Weld) ทาตงั้ ลง ทา ต้งั ขึ้น ทา เหนอื หัว (PG Vertical Downwards) (PF Vertical Upwards) (PD Horizontal Overhead) ตวั อยางแนวเชอ่ื มและทา เชอ่ื มตา ง ๆ 30

สัญลกั ษณในงานเขยี นแบบ • สญั ลกั ษณง านเขยี นแบบทีใ่ ชแทนงานเชอ่ื ม 31

คุณสมบัติทางกายภาพทเ่ี กย่ี วของกบั งานเชื่อม จดุ หลอมเหลว (Melting point) • อุณหภูมิทส่ี ารเปลีย่ นแปลงจากของแข็งเปน ของเหลว • เหลก็ กลา มีจดุ หลอมเหลวประมาณ 1,482 ºC ความสามารถในการเชอ่ื ม (Weld ability) • เปนความสามารถของโมเลกุลของสารโลหะท่ียึดเหน่ียว กันภายใตแ รงดนั คุณสมบตั ทิ างกายภาพทเี่ ก่ยี วขอ งกับงานเชื่อม (ตอ ) ความสามารถในการหลอม (Fusibility) • ความงายทโ่ี ลหะจะหลอมตัว ความสามารถในการระเหิด (Volatility) • ความงายของสารท่จี ะกลายเปน ไอ 32

คุณสมบตั ิทางกายภาพทเี่ กยี่ วขอ งกบั งานเช่ือม (ตอ) ความนําไฟฟา (Electrical conductivity) • ความสามารถของสารในการนํากระแสไฟฟา ความตา นทานไฟฟา (Electrical resistance) • ความตานทานของเสน ลวด คณุ สมบตั ทิ างกายภาพทเ่ี ก่ยี วขอ งกบั งานเชื่อม (ตอ ) ความนาํ ความรอน (Thermal conductivity) • ความสามารถของสารในการนําความรอนที่ไหลผานโลหะ ยาวขณะเชอ่ื ม สัมประสิทธิ์ของการขยายตัวเนื่องจากความรอน (Coefficient of thermal expansion) • การขยายตัวของโลหะเมื่อไดรบความรอน • การหดตวั เมอ่ื เยน็ ลง 33

คณุ สมบัติทางกายภาพทีเ่ กีย่ วขอ งกบั งานเชื่อม (ตอ) ความเปราะเน่อื งจากความรอน (Hot shortness) • วสั ดเุ ปราะแตกงา ยเม่อื รอ น ความรอนสูงเกนิ ปกติ (Overheating) • เมื่อโลหะไดรับความรอนสูงเกินจุดวิกฤตจะทําให คณุ สมบตั ิทางกลลดลงอยางรวดเร็ว คุณสมบตั ทิ างกายภาพท่ีเกี่ยวขอ งกบั งานเชือ่ ม (ตอ ) ความเปราะเนอื่ งจากความรอน (Hot shortness) • วัสดุเปราะแตกงา ยเมอ่ื รอน ความรอ นสงู เกนิ ปกติ (Overheating) • เม่ือโลหะไดรับความรอนสูงเกินจุดวิกฤตจะทําให คุณสมบตั ทิ างกลลดลงอยา งรวดเร็ว 34

หลักการของการเช่อื มไฟฟา • การเช่ือมไฟฟาแบบอารค โลหะปกคลมุ • ชือ่ ภาษาองั กฤษ เรยี กวา Shielded metal-arc-welding : SMAW • การเผาไหมและการแยกสลายของลวดเชอ่ื ม >> เกิดกา ซปกคลุมทั่วปลายลวดเชือ่ มและบอ หลอม • เปนกระบวนการอารคของกระแสไฟฟา ระหวางลวดเชอื่ ม กบั โลหะงาน หลักการของการเช่อื มไฟฟา • วงจรไฟฟาสาํ หรบั การเชอื่ มอารค ไฟฟา แบบมีการปกคลุม ความรอนจากไฟฟาจะทําใหโ ลหะงานและลวดเชื่อม อยูในสภาวะหลอมเหลว อณุ หภมู อิ ยูในชวง 6000 oF – 9000 oF (3315 oC– 4982 oC) 35

• ใชกระแสไฟฟาเปนพลงั งาน มี 2 แบบ คอื 1.) แบบความตานทาน (Resistance welding) 2.) แบบอารค (Arc welding) – กระแสไฟฟาผานชองวางในบรรยากาศของแกสจากตัวนําไฟฟา ตวั หนงึ่ ไปยงั ตัวนําไฟฟาอีกตวั หนึ่ง เรยี กวา “อารค ” – มีความรอนประมาณ 10,000 –12,000 องศาฟาเรนไฮด – บรเิ วณอารค สามารถแบงออกไดเ ปน 3 บริเวณ ไดแก • แคโทด (Cathode) • แอโนด (Anode) • ลาํ อารค (Arc Plasma) • ความรอนท่ีเกิดข้ึนท่ีข้ัวของแคโทดเกิดจากอิออนบวกว่ิงกระแทก ผิวหนาของแคโทด • สว นความรอ นท่ขี ้ัวแอโนดเกดิ จากอิเลก็ ตรอนวง่ิ กระแทกแอโนด ลักษณะของการอารค 36

• ขัว้ (Polarity) >> ข้วั เปน ตวั กําหนดทิศทางกระแสไหล ซ่งึ จะออกแบบเปน DCPR หรือ DCSP ในวงจร d.c. (กระแสจะไหลในทิศทางเดียว) เสน หนงึ่ เปน บวก เสน หน่ึงเปนลบ >> ในวงจร A.C. จะไมม ีขัว้ รูป A และ B แสดงทิศทางของกระแสสําหรับขั้วแตล ะแบบ ลักษณะของคล่ืนกระแสสลับ 1 รอบ กระแสเชื่อม (Welding Current) มีอยู 2 ชนิด คอื กระแสสลับ (Alternating Current : AC) - เครื่องเชือ่ มจะเปน ตัวจา ยกระแสไฟสลบั มที ศิ ทางการเคลื่อนที่สลบั กันเปนคลืน่ มคี วามถ่ี 50 Hz (1 วินาทีจะมี 50 รอบ) ลกั ษณะของคล่นื กระแสตรง กระแสตรง (Direct Current : DC) - เปนกระแสทม่ี ีอเิ ลก็ ตรอนเคล่ือนทใี่ นทิศทางตาม ยาวของตัวนาํ ในทิศทางเดยี วกัน -การเคลื่อนทขี่ องอเิ ล็กตรอนนั้นเปรยี บเสมือนนาํ้ ประปาทีไ่ หลในทอกระแสไฟสลับมีการเปลี่ยนข้ัว 100 Hz ไมมกี ารเปล่ียนแปลงขวั้ 37

แสดงการเชอื่ มไฟฟา • แกส ที่ปกคลุมทาํ ใหก ารอารคมีเสถียรภาพและลดเมด็ นํ้าโลหะ • โลหะหลอมใหมในบอ เชอื่ มจะปกคลุมโดยฟลกั๊ ซ • เมือ่ เยน็ ตวั แลว ฟลกั ซจะแขง็ และเปราะ เรียกวา “สแลก (Slag)” • แกนโลหะของลวดเชอื่ ม เปน ตวั จา ยโลหะเช่ือม ลวดเชอ่ื มทาํ หนา ท่เี ปนตวั นาํ กระแส ไฟฟา และละลายเปน เน้อื โลหะ 38

เคร่อื งมือ - อุปกรณ • เครือ่ งเชอ่ื ม / แหลง พลังงาน • คีมจับลวดเชอื่ ม • สายเคเบลิ้ ไฟฟา • ลวดเชอื่ ม • ช้ินงาน 1) เครอ่ื งเชื่อม / แหลงเพคลรงั ่ืองางนม(อืTy-peอoปุ f Pกoรwณer Source) เครอ่ื งเช่ือมจะแบง เปน 2 ประเภทตามชนดิ ของส่งิ เหลานค้ี ือ 1.1) เอาทพุทสโลป (output slop) ซึ่งอาจจะเปนแบบกระแสคงที่ หรือไมกเ็ ปน แบบโวลเทจคงที่ เอาทพุทสโลปสําหรบั กระแสคงที่และโวลเทจคงที่ 39

1.2) แหลงพลังงาน โดยท่ัวไปแบงเปน 3 แบบ - มอเตอร-เจนเนอเรเตอร - หมอแปลง – เรคตไิ ฟเออรก ระแสตรง หรอื กระแสสลับ - กระแสตรง - หมอแปลงกระแสสลับ เคร่อื งมอื - อุปกรณ >> มอเตอร-เจนเนอเรเตอร - ขับโดยมอเตอรก ระแสตรงหรือกระแสสลบั ผลิต กระแสเอาทพ ทุ เปนกระแสตรง กระแสสลับ - โดยมากจะเปนแบบกระแสคงท่ี - ประกอบดว ยมอเตอรกระแสสลบั เจนเนอรเ รเตอรก ระแสตรง / กระแสสลับและตวั กระตุน แมเ หล็ก - สามารถใชในสถานที่ทไ่ี มมไี ฟฟาได 40

เครื่องเชอื่ มท่ีใชเครื่องยนตขับ เครอื่ งเชอ่ื มทใ่ี ชเคร่อื งยนตข ับขนาด 400 แอมแปรก ระแสตรง - เชอ้ื เพลงิ ท่ีใช เชน นาํ้ มันดีเซล เบนซนิ แกส -มลี ักษณะ 1. มีอํานาจในการทะลุทะลวงสูง 2. เชื่อมโลหะไดท กุ ชนดิ ท่สี ามารถ เชอื่ มได 3. มคี วามยดื หยนุ สามารถเชือ่ ม ไดท ุก ๆ ทา เช่ือม / ทกุ ตํา่ แหนง เครื่องเชอ่ื มกระแสสลบั ที่ใชเครื่องยนตขบั สามารถ 4. มคี วามทนทาน ผลติ กระแสไฟฟากระแสสลับยามฉุกเฉินสาํ หรับ ใหแ สงสวาง และเคร่ืองมอื ตา ง ๆ จุดทีค่ วรเนน การบํารงุ รกั ษา >> แปรงถาน หนา ของคอมพวิ เตอร จุดสัมผสั ของสตารท เตอรและ คอนโทรลรีโอสแตท 41

>> เครื่องเชอื่ มหมอแปลง – เรคติไฟเออรก ระแสตรง ใชหมอ แปลงเพ่ือลดโวลเทจอินพุทไปทีโ่ วลเทจเอาทพุทที่ใชเ ชอ่ื ม ผา นเรตติไฟเออร เพอ่ื เปลย่ี น a.c. เปน d.c. ชิ้นสวนพน้ื ฐาน -หมอแปลงสาํ หรับบงั คบั กระแสสลบั ซง่ึ ผานเขาเคร่ือง -เรตไิ ฟเออร ซึ่งเปลีย่ นกระแสสลับ เปนกระแสตรง เครื่องเชอ่ื มกระแสตรงซลิ ิคอนเรคติไฟเออร >> เคร่อื งเชอ่ื มหมอแปลงเรคตไิ ฟเออร ชนิดกระแสสลบั - กระแสตรง ใหเลือกระหวางกระแสสลับและ กระแสตรงและขั้วบวกและขวั้ ลบ 1) ควบคมุ กระแสตอ เน่อื ง 2) ควบคมุ ขวั้ 3) สวิตชไฟฟากําลงั 4) ควบคมุ ระยะ เครอ่ื งเชอ่ื มกระแสสลบั -กระแสตรงแบบหมอ แปลง-เรคตไิ ฟเออร 42

>> หมอแปลงกระแสสลับ - ใชห มอ แปลงไฟฟาลดโวลเทจอินพุทเปน โวลเทจท่ใี ชใ นการเช่ือม - ลักษณะของกระแสสลับ คอื การยอ นกลบั ของกระแสในทกุ ๆ 1/120 นาที - เหมาะสมกับการเชือ่ มรองและรอยเชอ่ื มโลหะแผน หนาราบและทา เช่ือมลง เคร่ืองเชอ่ื มกระแสสลับแบบหมอแปลงทค่ี วบคมุ กระแสตอ เนื่องได เครอื่ งเช่อื มเลเซอรไ ฟฟา >> สามารถเขาถงึ จุดทย่ี ากตอ การเชื่อมได >> ใชเ ชอ่ื มงานทมี่ ขี นาดเลก็ ( 0.01 มม.)และบาง ไดเ ปนอยา งดี >> ทํางานไดเร็ว มคี วามเที่ยงตรงสูง >>ช้ินงานไมเ ปลี่ยนสภาพเนือ่ งจากความรอ นทเ่ี ชือ่ มต่ํามาก >> สามารถเช่อื มแมพ ิมพขนาดเลก็ มาก – ใหญม าก (0.01 มม. – 20 ตนั ) >> เหมาะสําหรับอตุ สาหกรรมท่ี ตอ งลดคา ใชจา ยดานการซอมบาํ รงุ 43

ขอไดเปรียบของการเช่ือมแบบ Laser เม่ือเทียบกบั วธิ กี ารเชอ่ื มแบบอนื่ ๆ Competing Process Advantages of Laser Welding Gas Metal Arc - อตั ราการเชอื่ มรวดเร็วกวา - การเปลย่ี นแปลงของโครงสรา งวัสดุนอยกวา - ไมต อ งใชสารปกคลมุ - สามารถปรบั จากการเช่อื ม 1 หวั เปน 2 หัวได Submerged Arc - อตั ราการเช่ือมรวดเรว็ กวา - การเปล่ียนแปลงทางโครงสรางวสั ดุนอ ยกวา - ไมตองใช ฟลกั ซ หรือ สารปกคลมุ - ไมตองใชหนา สัมผสั Resistance Welding - ไมม ีการสะสมของเศษโลหะ อตั ราการเช่อื มรวดเร็วกวา - ไมจาํ เปนตองปฏบิ ัตกิ ารในสญุ ญากาศ Electron Beam - เปนระบบon-line processing - รอบของกระบวนการสงู กวา - ใชหลกั การเชอ่ื มดว ยสนามแมเหลก็ จงึ ไมตอ งใช - radiation shielding เครอ่ื งเชื่อมชั้นสูง Robot—9 Axis Arc Welding Robot—Twin Weld Gun Cell การนํามาใชในอตุ สาหกรรมรถยนต ดว ยการผสมผสานระบบ robotic welding and cutting systems 44

เครอ่ื งมือ - อปุ กรณ 2) คมี จบั ลวดเชื่อม (Electrode holders) - เปน ตวั นาํ กระแสจากเคเบลิ้ ไปยังลวดเชือ่ ม มีฉนวนหุม เพอ่ื ปองกนั ความรอน - คีมควรทําจากโลหะท่มี ีสภาพการนําไฟฟาสงู - การหนบี ลวดจะตอ งหนบี อยางมั่นคงทกุ ที่ ทกุ มุม - การหนบี ตองหนีบงา ย มนี ํ้าหนักเบา สมดุลดี - ขนาดของครีมตอ งสมดลุ กับเคร่ืองเชือ่ ม รปู คมี จับลวดเชื่อมมฉี นวนหมุ ตลอด เชน เครื่องเช่ือมขนาด 400 แอมแปร ตองใชค ีมจบั ที่ใหญก วา ที่ใชก ับเครื่องเชื่อมขนาด 200 แอมแปร คมี จับลวดเชอื่ ม แบบตาง ๆ คมี จบั ลวดเช่อื มคารบอนคู คมี จับลวดเช่ือมอารคอะตอมมคิ ไฮโดรเจน การเชื่อมคารบอนจะรอ นกวา การอารค แบบน้ีจะปกคลมุ ดว ยไฮโดรเจน ซึ่ง ลวดเช่อื มโลหะดังนนั้ จึงตองใช ปอ งกันความสกปรกจากอากาศและสง ผา น กลไกการจับลวดเชื่อมทีแ่ ตกตา งกัน ความรอ นไปยังช้นิ งาน การอารคจะเกดิ ขน้ึ ซึง่ มขี นาดใหญกวาคีมจับ ลวดเช่อื มโลหะ ระหวาง 2 ลวดเชือ่ ม อุณหภมู ิ 4148 oC 45

เครือ่ งมอื - อุปกรณ 3) สายเคเบ้ิลไฟฟา – เปน สายท่ีทนตอการสงผานกระแสไดด ี ท่ีเครือ่ งเช่อื มควรจะตอ สายดนิ เอาไวด วยเพื่อกันการชอ รต – ถาจํานวนกระแสและระยะทางมากข้นึ ขนาดของสายก็จะใหญขึ้น - ความตานทานลดลงถา สายเล็กลง - สายยาวมากจะทําใหโ วลเทจตกมาก โครงสรา งภายในของสายเชอื่ ม กระแสไฟฟา ตาราง การเลอื กขนาดสายเชื่อมทีถ่ ูกตอง 200 เปน แอมแปร ความยาวสูงสุดของสายเช่ือมทีใ่ ช (ฟตุ ) 1/0 100 3/0 150 50 75 100 125 150 175 4/0 200 250 2 2 2 2 1 1/0 300 2 2 1 1/0 2/0 2/0 350 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 400 2 1/0 2/0 3/0 4/0 450 1 2/0 3/0 4/0 500 1/0 3/0 4/0 1/0 3/0 4/0 2/0 3/0 3/0 4/0 46

เครือ่ งมอื - อปุ กรณ 4) หว งยดึ ปลายสายและข้วั ยดึ สายดนิ (Cable Lugs and Ground Clamps) - ขวั้ ตอสายดินและสายเคเบ้ลิ ตอ งใชชวงปลายสายไฟที่เหมาะสม - ยึดใหแ นน ขั้วตอที่หลวมจะทาํ ใหห ว งรอ นและจะหลอมโลหะที่ ยึดสายกับหว ง อาจทาํ ใหไหมได - ปลายอีกดา นหน่ึงตอ กับคมี จบั ลวดเช่อื ม ปลายดานหน่งึ ของสาย ดินตอ กบั ชิ้นงาน รูป แสดงหวงยดึ ปลายสายดินและสายลวดเช่อื ม เครื่องมือ - อุปกรณ 5) ลวดเชอื่ ม >> ลวดเช่อื มที่นํามาใชจะตองเขากันไดก ับความตานทานแรงและ คุณสมบตั ิของโลหะชน้ิ งาน >> แบงออกเปน 2 ชนิดคอื 1) แบบลวดเช่ือมเคลอื บ 2) แบบลวดเชอ่ื มเปลอื ย >> การใชล วดเชื่อมเคลือบ จะดกี วา ลวดเชื่อมเปลอื ย เพาะวสั ดุที่ เคลือบจะปอ งกนั การอารค และปกคลมุ โลหะเชอ่ื มจากบรรยากาศ ในชว งหลอมเหลว 47

• ลวดเช่ือมสาํ หรับการเชอ่ื มไฟฟาแบงตามเง่ือนไขการใชง านดังน้ี >> ตา นทานแรงกระแทรกอยา งรนุ แรง >> ตา นทานการสึกอยา งรุนแรง >> ตานทานการสกึ และการกัดกรอนที่อณุ หภูมิสูง >> ตา นทานการสกึ เมอื่ แรงกระแทรกปานกลาง >> ตานทานเม่อื แรงกระแทรกปานกลาง จนถึงอยา งหนัก การควบคมุ การอารค - วัสดุเคลอื บทาํ ใหเ รม่ิ ตน อารค ไดงาย / อารค ไดคงที่ตลอดการ ทาํ งาน - ลวดเช่อื มท่ใี หญข ้นึ จะตองใชก ารควบคมุ การอารค ท่ีดขี ึน้ สว นประกอบของวสั ดุเคลือบ - ชนดิ ของวัสดเุ คลือบจะมผี ลตอระยะอารค และ โวลเทจ รวมท้ัง ตําแหนงเชอ่ื ม 48

หนา ท่ขี องวสั ดุเคลือบ >> จายการปกคลุมและปกคลุมโลหะหลอมเหลวดวยสแลค หลอมเหลว >> กาํ จดั ออกไซค และสารมลทิน >> ทําใหอตั ราการเยน็ ตวั ชาลง ทาํ ใหร อยเชอื่ มมคี วามเหนยี ว >> ทําใหเ ร่มิ ตนอารคไดงาย มเี สถยี รภาพ >> ควบคุมรูปรางและลกั ษณะของรอยเช่อื มได >> เพ่ิมความเร็วในการเชือ่ ม อุปกรณปองกันอื่น ๆ เคร่ืองปองกนั มอื ถือ เครื่องปองกันสวมศีรษะ ปอ งกัน โดยทวั่ ไปใชกับผูต รวจสอบหรอื ผูควบคุมงาน แสงท่ตี ามองไมเหน็ คือ อลุ ตราไวโอเลตและ อินฟาเรด ทเี่ กิดจากการอารคจะทําอันตราย เครือ่ งปองกนั ชนิดเปด -ปดเลนสด านหนาได แกตาถา ไมส วมเครือ่ งปองกนี 49

แวนตากนั แสง ตองมีนํา้ หนักเบา ระบายอากาศไดดี ใหค วามสบาย -เสอื้ ที่ใชเปน วสั ดุทต่ี านทานไฟ -เสอ้ื ทท่ี ําจากโลหะหนัก จะใชปองกันรงั สี - เส้อื ปองกนั ชวยปอ งกนั ไมใ หผเู ช่ือมได รบั อนั ตรายจากประกายไฟและความรอน เสือ้ ปองกันชวยปองกันไมใหผเู ชื่อม สวนเคร่ืองแตง กายท่ที าํ ดว ยหนังท้ังชดุ ไดรับอันตรายจากประกายไฟและความรอน จะปองกันอันตรายตาง ๆ ทจี่ ะเกิดแกรางกาย 50