การเชื่อมโลหะด้วยมือ

กระบวนการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยมือ (MMAW : Manuel Metal Arc Welding หรือ SMAW: Shield Metal Arc Welding ) 1. ประวัตขิ องการเชอื่ ม การเช่ือมเปน็ เทคนคิ ในการทาใหต้ ดิ กันของโลหะสองชิ้นท่มี ีวิวฒั นาการมาก่อนประวตั ศิ าสตร์ ตวั อย่างเชน่ การประสานทาใหต้ ดิ กันระหวา่ งโลหะผสมทองและทองแดงและโลหะผสมระหวา่ งตะกว่ั กับดีบุก ท่ีถูกคน้ พบกนั ก่อนพุทธศักราชไมน่ ้อยกวา่3,000 ป.ี ไม้ฟนื หรือถา่ นหินถกู นามาใช้เปน็ ตวั ใหค้ วามร้อน แต่เป็นความร้อนที่มีขดี จากัดทาใหก้ ารตอ่ ติดกนั ไม่ดีเทา่ ทคี่ วร หลงั จากมีพลังงานไฟฟ้าทาให้เกดิ วิธีการเชอ่ื มท่ี ง่ายขึน้ เทคนิคการเชื่อมทที่ าใหเ้ กิด ความก้าวหนา้ และแปลกประหลาดข้นึ มา ซึ่งกลายเปน็ กระบวนการเช่อื มทั้งหลายท่ใี ช้กันอยู่ในปัจจบุ ันอยา่ ง กวา้ งขวาง เช่น การเช่ือมอาร์กดว้ ยไฟฟา้ การเช่ือมโดยใช้ความต้านทานกระแสไฟฟ้า การเช่อื มแบบเทอรม์ ิท และการเช่อื มท่ถี ูกบนั ทกึ ไวห้ ลงั จากศตวรรษท่ี 19 การเชอื่ มด้วยอาร์กไฟฟา้ เครอ่ื งมือ และ การปฏบิ ตั ิได้ ถูกนามาใช้โดย เบนารเ์ ดส ในปี ค .ศ. 1885 โดยใชแ้ ทง่ กราไฟตห์ รือแทง่ คาร์บอน ถูกนามาใชอ้ ย่าง กวา้ งขวางเปน็ ตวั ลวดเชอื่ มทาใหเ้ กดิ กระแสไฟอารก์ ระหว่างลวดเช่อื มกับโลหะแมแ่ บบ โดยทาใหเ้ กดิ อาร์ กขน้ึ ในชอ่ งวา่ งประมาณ 2 มลิ ลเิ มตร ทาใหเ้ กดิ ความรอ้ นแลว้ ใชโ้ ลหะที่เหมอื นกบั โลหะแมแ่ บบเดิมให้ หลอมละลายเช่อื มติดกนั เซอรเ์ นอร์ ได้ววิ ัฒนาการวิธีใหม่ในการใหค้ วามร้อนแก่ชิ้นโลหะแม่แบบในปี ค.ศ. 1889 โดยวธิ ีของ เขาใชแ้ ท่งคารบ์ อนคู่โค้งงอปลายเขา้ หากนั ทาให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็กทาใหก้ าลงั การอาร์กแรง ในปี ค.ศ. 1892 สลา-เวยี นอฟ ชาวรัสเซยี ไดน้ าแกนลวดโลหะมาใช้แทนลวดเช่ือมและใหต้ วั ลวดโลหะหลอมละลายตวั มนั เอง เพือ่ เป็นเน้ือโลหะเช่อื มเป็นครงั้ แรก คเจลล์เบอร์ก ได้พบการนาแกน ลวดหุ้มฟล๊กั ซ์ ซ่งึ ทาใหก้ ารเชอ่ื มมีประสทิ ธภิ าพและคุณภาพของรอยเชอ่ื มดีขึ้น การค้นพบวิวฒั นาการนีถ้ กู นามาใช้ในการผลิตลวดเช่อื มชนดิ หุม้ ฟลกั ซ์ ใชก้ นั อยู่อยา่ งกว้างขวางทุกวนั นี้ 2. ความก้าวหนา้ ของการเชือ่ ม ในระยะเริม่ แรก ความนิยมการเชอ่ื มนัน้ จะเป็นการประกอบโครงสรา้ งแบบต่าง ๆ เชน่ ถังเกบ็ นา้ ถัง บรรจกุ ๊าซความดัน กา๊ ซเหลวและผลติ ภณั ฑ์อ่นื ๆ ต่อมารปู แบบตา่ ง ๆ ไดพ้ ฒั นาตามศลิ ปะสมัยนิยมใน วธิ ีการท่ใี กล้เคียงกัน การพฒั นาได้เรมิ่ หยดุ ลงชว่ั ขณะ รูปทรงผลติ ภัณฑ์เริ่มล้าสมยั และเสียค่าใชจ้ ่ายมากข้ึน อตุ สาหกรรมการเชื่อมได้เร่ิมต้นพัฒนาขึ้นมาใหมอ่ กี ครัง้ หลงั จากสงครามโลกคร้งั ท่ี 2 ความตอ้ งการ อาวุธ รถถัง เรอื รบ เครื่องบินและเทคโนโลยดี ้านการเช่อื มได้เพ่ิมมากข้นึ ประกอบคา่ แรงงานในการเช่อื มได้ ขยับสูงขึน้ ดังนัน้ วิธีการการเชอื่ มและการควบคุมโดยระบบอตั โนมัตจิ ึงได้เริ่มข้นึ อีกใน ค.ศ. 1950 ทาให้ สามารถเช่ือมโลหะไดห้ ลายชนิดเป็นผลิตภณั ฑ์หรอื สถาปตั ยกรรมขนาดใหญ่ กระบวนการเชือ่ มอาร์กโลหะด้วยมือ 54

แต่นักวิทยาศาสตร์และวศิ วกรการเชอื่ ม ยังไม่หยดุ ความพยายามลงส่ิงประดิษฐ์ตา่ ง ๆ ที่ยงุ่ ยาก และซบั ซอ้ น ยังเปน็ ส่ิงทีท่ า้ ทายความสามารถของเขาอยู่ เช่น อุตสาหกรรม เคมภี ัณฑ์ การกลั่นน้ามัน เตา ปฏกิ รณส์ าหรบั โรงงานไฟฟ้า จรวด และยานอวกาศ เปน็ ต้น ซงึ่ จาเปน็ ต้องใชโ้ ครงสร้างโลหะทห่ี นาและมี ความซับซ้อนมาก และเป็นเวลาหลายปขี องเทคโนโลยีในการประดิษฐ์ เริม่ จากการเชอื่ มโลหะสองแผ่นการปรบั ปรงุ วิธีการเชอ่ื ม การส่งผ่านความร้อน การทดสอบแบบไม่ทาลาย และการตกแต่ง ได้ใหค้ วามรใู้ นการประกอบ แผน่ โลหะหนาอยา่ งมากมายรวมทั้งการออกแบบ และองค์ประกอบตามตอ้ งการ ในปัจจุบันการออกแบบมกี ารเปล่ียนแปลง และ ผสมผสานรปู ทรงต่าง ๆ ทางด้านศิลปะวิชาการ ให้ มกี ารเช่อื มประกอบได้ง่าย โดยผู้ออกแบบสร้างจะต้องตระหนักถงึ ขอ้ กาหนดทางอุตสาหกรรมการผลิต เชน่ สว่ นผสมของโลหะ ขนาดความกวา้ งยาว นา้ หนกั การประกอบ การขนส่ง และการตกแตง่ ดว้ ย 3. ความสามารถในการรองรับของวสั ดตุ ่อการเชอื่ ม โลหะเกือบทกุ ชนดิ สามารถเช่อื มต่อได้ในหน่งึ หรอื หลายวธิ ขี องการเชอ่ื ม อยา่ งไรก็ตามโลหะทจี่ ะ นามาเชอ่ื มให้ไดค้ ุณภาพก็จะต้องเปน็ ชนิดท่ใี ช้กนั มากด้วย โลหะบางชนดิ สามารถเชื่อมได้ ทงั้ บางและหนา แต่บางชนิด กเ็ ช่อื มไดย้ ากต้องใช้วธิ ีการหรือเทคนคิ เฉพาะ วธิ กี ารเชอื่ มใหม่ ๆ จึงถูกค้นพบและพฒั นา ข้ึนเฉพาะ โดยมลี าดับขัน้ ตอนการเตรียมการ และขอ้ ควรระวงั ทย่ี งุ่ ยากและสลับซับซอ้ นมาก 4. ประโยชนข์ องการเชือ่ ม ปัจจบุ ันการเชอื่ มกาลงั ได้รับความนยิ มเพมิ่ ขน้ึ ทกุ วัน เพราะเปน็ หนทางการตอ่ ประกอบโลหะท่ีมี ประสทิ ธิภาพและประหยดั จึงสังเกตได้ว่ารอยตอ่ ท่ีไม่ต้องการแยกออกจากกัน จะนยิ มการเชอื่ มมากกว่าวธิ ี อืน่ ๆ ดังน้ันการเชอื่ มจงึ เปน็ วธิ ีการต่อโลหะแบบถาวรท่ีประหยัดทีส่ ุด รอยตอ่ ประกอบด้วยหมดุ ยา้ หรอื สลกั เกลยี ว รทู เี่ จาะอาจจะลดพนื้ ท่หี นา้ ตัดของวสั ดทุ ต่ี อ่ ลงถึง 10% บางรอยต่ออาจจะต้องใชแ้ ผ่นประกบ พร้อมกบั ความยาวของตวั หมุดท่เี พ่ิมขึน้ ซึง่ จะเป็นผลใหน้ ้าหนกั และราคาของงานเพิ่มขน้ึ ดว้ ยการเช่อื มจึง สามารถลดหรอื ขจดั ปัญหาข้างต้นได้ กล่าวคือจะลดเวลาการเจาะรู นา้ หนกั งาน จานวนสลกั เกลียวและราคา งานลงได้ นอกจากน้ีการเช่ือมยังง่ายตอ่ การออกแบบและการประกอบดว้ ย 5. หลักการเช่ือมอาร์กโลหะดว้ ยมือ การเชอ่ื มโลหะด้วยไฟฟา้ มมี านานแล้ว โดยใช้สาหรบั เชอื่ มซ่อมแซมชิ้นส่วนโลหะ ทช่ี ารุดหรือ ประกอบชิน้ สว่ นเข้าดว้ ยกัน ซง่ึ ในระยะแรกน้นั คุณภาพแนวเชอื่ มยงั ไมด่ นี ัก ปจั จุบนั เทคโนโลยีการเชื่อมได้ ก้าวหน้าไปอกี มาก มกี ารปรบั ปรุงท้งั ด้านกลวิธกี ารเชื่อม และคุณภาพของแนวเชอ่ื มนอกจากน้นั ยังมีการ คดิ ค้นกระบวนการเชือ่ มไฟฟ้าท่แี ปลกใหมอ่ ีกมากมาย อาทิเช่น การเชอ่ื มแบบมิก (MIG) การเชื่อม แบบทกิ (TIG) การเชือ่ มแบบใตฟ้ ลกั ซ(์ SAW) การเชื่อมแบบพลาสมา่ (PAW) และอืน่ ๆ กระบวนการเช่อื มอาร์กโลหะดว้ ยมือ 55

การเช่ือมอารก์ โลหะด้วยมือ ด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลกั ซ์ คอื กระบวนการตอ่ โลหะใหต้ ิดกัน โดยใช้ความรอ้ น ทีเ่ กิดจากการอารก์ ระหวา่ งลวดเชื่อมหุ้มฟลกั ซ์ (Electrode) กบั ชนิ้ งาน ซึง่ ความรอ้ นท่ี เกดิ ข้ึนทป่ี ลายลวดเช่ือมมอี ณุ หภมู ิประมาณ 5,000 – 6,000 องศาเซลเซยี ส เพ่ือหลอมละลายโลหะ ให้ติดกัน โดยแกนของลวดเชอ่ื มทาหน้าทเ่ี ปน็ ตัวนาไฟฟ้า และเป็นโลหะเตมิ ลงในแนวเชอ่ื มสว่ นฟลักซ์ที่ หุม้ ลวดเชอื่ มจะไดร้ ับความร้อนและหลอมละลายปกคลุมแนวเชอ่ื มเอาไว้ เพือ่ ปอ้ งกันอากาศภายนอกเข้า ทาปฏิกิริยากับแนวเชอ่ื ม พรอ้ มท้งั ช่วยลดอัตราการเย็นตวั ของแนวเชอ่ื ม เมอ่ื เย็นตัวฟลกั ซจ์ ะแขง็ และ เปราะเหมือนแก้วเรยี กวา่ สแลค (slag) กระบวนการเชอ่ื มอาร์กโลหะด้วยมอื ที่จะกลา่ วถึงตอ่ ไปน้คี อื การเช่ือม อารก์ โลหะดว้ ยมือ ด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลกั ซ์ (SHIELDED METAL ARC WELDING) หรอื ท่เี รยี กว่าการเชื่อมด้วยธูปเช่ือม ซึง่ เป็นกระบวนการเชอื่ มทใี่ ชก้ นั อยา่ งแพร่หลายเน่ืองจากตน้ ทุนตา่ งานท่ีเช่ือมดว้ กยระบวนการนี้ได้แกท่ อ่ ส่งแกส๊ ทอ่ ส่งนา้ มนั งานโครงสร้าง งานชา่ งกลเกษตร และงานอืน่ ๆ อีก ข้อดขี องกระบวนการเช่ือมแบบนค้ี ือ สามารถเชื่อมไดท้ ้งั โลหะที่เปน็ เหล็กและไมใ่ ช่เหลก็ ทีม่ คี วามหนาตง้ั แต่ 1.2 มม. ข้นึ ไป และสามารถเช่ือมได้ ทุกท่าเชือ่ ม เครื่อง ลวดเช่อื ม เชอ่ื ม แกนลวดเชือ่ ม ทศิ ทางการเดินแนว ฟลักซห์ ุ้ม เปลวแกส๊ ปกคลุมจากฟลักซ์ สแลคเหลว สแลค เปลวอาร์ก แนวเชื่อม ชนิ้ งาน บอ่ หลอมละลาย กระบวนการเชอื่ มอาร์กโลหะดว้ ยมือ 56

6. ข้อดีของการเชอ่ื มอาร์กโลหะดว้ ยมือ 1. สามารถป้องกันการรวั่ ไหลของแกส๊ ,น้ามัน ของเหลวและอากาศได้ดี 2. งานมีคณุ ภาพสูงคงทนและสวยงาม 3. โครงสรา้ งของงานท่ไี มย่ ุ่งยาก 4. ลดเสียงดังขณะทางาน 5. ลดข้ันตอนการทางาน 6. คา่ ใชจ้ ่ายในการปฏบิ ตั ิงานและเตรยี มการค่อนขา้ งต่า 7. ข้อเสยี ของการเชื่อมอารก์ โลหะด้วยมือ 1. ชิน้ ส่วนของงานเชื่อมมคี วามไวต่อการเกดิ ความเคน้ เฉพาะท่ี 2. การควบคมุ คุณภาพจะตอ้ งตรวจสอบทกุ ขั้นตอน 3. ทาใหเ้ กิดความเค้นตกคา้ งอย่ใู นวัสดุงานเช่ือม 4. ทาให้คุณสมบัติของโลหะงานเชือ่ มเปล่ยี นแปลง 5. งานบิดตัวและหดตัว 8. กระแสเชือ่ ม (welding current) กระแสไฟฟา้ ท่ใี ชใ้ นการเชอ่ื มไฟฟ้ามี 2 ชนดิ คอื กระแสไฟฟา้ สลับ (Alternating current : AC) และ กระแสไฟฟา้ ตรง (Direct current : DC) 8.1กระแสไฟสลับ (AC) การเชอื่ มไฟฟ้านั้นเครื่องเชื่อมจะเป็นตัวจา่ ยกระแสไฟสลับซง่ึ เปน็ กระแสไฟที่มีทิศทางการ เคลอ่ื นทีส่ ลบั กนั เป็นคล่ืน (wave) โดยใน 1 ไซเกิล จะมกี ระแสผ่าน 0 จานวน 2 ครง้ั ผา่ นคลื่นบวก 1 ครั้ง และผา่ นคลนื่ ลบ 1 ครง้ั ในชว่ งของคลนื่ บวกอี เลคตรอนจะไหลไปในทิศทางหนึง่ และในชว่ งคลื่นลบอี เลคตรอนจะไหลในทิศทางท่ตี รงข้ามกันท่ีไหลในช่วงคล่นื บวก กระแสไฟปกตจิ ะมีความถี่ 50 ไซเกลิ ซ่ึง หมายความว่าใน 1 วินาทีจะเกดิ ไซเกลิ ดังกล่าว 50 ครั้ง แตก่ ระแสสลบั ทีใ่ ชใ้ นการเชือ่ ม TIG น้ัน จะตอ้ งมี ความถี่สูงกวา่ นี้ จากภาพ ใน 1 ไซเกิล ประกอบด้วยไฟตรงตอ่ ขั้นตรงกนั ไฟตรงตอ่ กลบั ขน้ั รวมกนั ไว้ และ จะเหน็ ว่าชว่ งที่กระแสผา่ น 0 เปลวอาร์กจะดับลง 1 ไซเคิล กระบวนการเชือ่ มอาร์กโลหะดว้ ยมือ 57

8.2 กระแสไฟตรง (DC) กระแสไฟเช่ือมชนดิ กระแสตรง เปน็ กระแสทมี่ ีอีเลคตรอนเคลอ่ื นทใี่ นทิศทางตามยาวของตัว นาไปทศิ ทางเดียวกนั เทา่ น้ัน ซ่งึ การเคลือ่ นทข่ี องอีเลคตรอนน้นั เปรียบเสมือนนา้ ประปาที่ไหลในท่อ กระแสไฟฟา้ สลบั มกี ารเปลย่ี นขว้ั 100 คร้ังต่อวินาที (50 ไซเกิล) แตก่ ระแสไฟฟา้ ตรงจะไหลจากขวั้ หนึ่ง ไป ตลอด โดยไม่มีการเปลย่ี นแปลงขวั้ ดงั ภาพ และสามารถเปลี่ยนกระแสไฟสลับเปน็ กระแสตรงได้ โดยใช้ เครื่องเรยี งกระแส 0 9. วงจรพ้นื ฐานของการเช่อื มไฟฟ้า (Basic Arc welding circuit ) วงจรพ้ืนฐานของการเชอ่ื มอาร์กโลหะดว้ ยมือประกอบด้วยอปุ กรณห์ ลัก ไดแ้ ก่ เครื่องเช่อื มซ่งึ เป็นต้น กาลังในการผลติ กระแสเชื่อมในวงจร โดยเครือ่ งเช่อื มจะจ่ายกระแสไปตามสายเชอ่ื มจนถึงชิ้นงานและลวดเช่ือม เพื่อให้เกดิ การอารก์ ขน้ึ ระหวา่ งปลายลวดเชื่อมกับชน้ิ งาน เครือ่ งเชอื่ มซ่ึงเปน็ ต้นกาลงั ของการเชอื่ มไฟฟา้ นั้น มีทง้ั แบบไฟสลับและไฟตรง เครื่องเช่อื มแบบไฟ สลบั ต่อใชง้ านง่าย เน่ืองจากไม่ตอ้ งคานงึ ถึงขวั้ ของกระแสไฟ แตเ่ ครอ่ื งเชื่อมกระแสตรงจะต้องต่อขวั้ ไฟให้ ถกู ต้องกับชนิดของลวดเชอ่ื ม และชิน้ งานเช่อื มซ่งึ แบ่งออกได2้ ระบบและ ระบบไฟสลบั 1 ระบบดังนี้ 9.1ไฟกระแสสลบั หวั เชื่อม 50 % 50 % ชิ้นงาน เป็นวงจรเช่อื มท่ีมลี วดเช่อื มเปน็ ทัง้ ขวั้ บวกและลบ (+)(-) และชิ้นงานเป็นทัง้ ข้วั ลบและบวก (-)(+) อเี ลคตรอนจะว่ิงจากชน้ิ งานเข้าหาลวดเชื่อม และจากลวดเช่ือมเข้าหาชน้ิ งาน จงึ ทาใหล้ วดเช่ือมและช้นิ งาน ไดร้ บั ความรอ้ นเท่า ๆ กนั กระบวนการเช่ือมอารก์ โลหะด้วยมอื 58

9.2 ไฟกระแสตรงต่อข้ัวลบ หรือเรียกว่าDCEN (Direct Current Electrode Negative : DC -) หัวเชื่อม 30 % 70 % ชนิ้ งาน เป็นวงจรเชื่อมทมี่ ีลวดเชอื่ มเป็นข้วั ลบ (-) และชนิ้ งานเช่ือมเปน็ ขั้วบวก (+) อีเลคตรอนจะวง่ิ จาก ลวดเชอื่ มเข้าหาชน้ิ งาน จึงทาให้ช้นิ งานมคี วามร้อนเกิดขึน้ ประมาณ 2 ใน 3 ของความร้อนท่เี กิดจากการ อาร์กทั้งหมด และยังใหก้ ารซึมลึกดีอีกด้วย จงึ เหมาะสาหรับการเชื่อมดว้ ยลวดเชอ่ื มเปลอื ย 9.3 กระแสไฟตรงขวั้ บวกหรือเรียกย่อวา่ DCEP (Direct Current Electrode Positive : DC +) หวั เช่ือม 70 % 30 % ชนิ้ งาน เป็นวงจรเชือ่ มที่มลี วดเชอื่ มเปน็ ข้ัวบวก (+) และชนิ้ งานเป็นข้ัวลบ (-) อเี ลคตรอนจะว่ิงจากช้ินงาน เข้าหาลวดเชอ่ื ม จงึ ทาใหล้ วดเชอ่ื มได้รบั ความร้อนประมาณ 2 ใน 3 ของความรอ้ นทเ่ี กดิ จากการอาร์ก ทงั้ หมด ดังนน้ั เมือ่ เช่อื มด้วยไฟตรงต่อกลับขั้ว จะไดก้ ารซึมลกึ น้อย เหมาะกับการเชื่อมงานบาง เทคนิคในการจาสาหรบั กระแสตรง(DC)กค็ อื ถา้ เป็นกระแสไฟข้วั ไหน หัวเช่ือมหรือลวดเช่ือมอยู่ ขว้ั นัน้ ดว้ ย เชน่ กระแสตรงข้วั ลบ(DC-) หวั เชอ่ื มหรอื ลวดเชอ่ื มเปน็ ขั้วลบ ช้นิ งานเป็นขั้วบวก ถา้ เป็น กระแสตรงข้ัวบวก(DC+) หวั เชื่อมหรือลวดเช่ือมเป็นข้วั บวก ชน้ิ งานเป็นข้วั ลบ กระบวนการเชอ่ื มอาร์กโลหะด้วยมอื 59

AC DC- DC+ 10 ชนิดของแรงเคล่อื น (Type of Voltage) 10.1 แรงเคล่อื นวงจรเปดิ (Open Circuit Voltage) ในขณะเปิดเคร่ืองแตย่ งั ไม่ไดล้ งมอื เช่อื ม จะสามารถอ่านคา่ แรงเคล่ือนทหี่ นา้ ปัดของโวลท์มเิ ตอร์ ซ่งึ แรงเคลอ่ื นอนั น้ีคอื แรงเคล่อื นวงจรเปดิ ซ่ึงเปน็ แรงเคล่ือนที่เกดิ ขน้ึ ระหวา่ งขัว้ ของเคร่ืองเช่ือม เครอื่ ง เชอ่ื มมาตรฐานควรมแี รงเคล่ือนวงจรเปิดประมาณ 70-80 โวลท์ ถา้ มากกวา่ นีอ้ าจเกดิ อนั ตรายแก่ ผู้ปฏบิ ตั ิงานและถา้ ต่าเกนิ ไปจะทาใหเ้ รม่ิ ต้นอารก์ ยาก 10.2 แรงเคลื่อนอารก์ (Arc Voltage) แรงเคลอ่ื นวงจรเปิดจะเปลย่ี นเปน็ แรงเคลื่อนอารก์ เมอ่ื การอารก์ เริ่มข้นึ แรงเคลอ่ื นอารก์ ขึ้นอยกู่ บั ชนิดของลวดเชื่อมและระยะอาร์ก เชน่ กระแสเชอื่ มจะลดลงและแรงเคลือ่ นอาร์กจะเพิม่ ขึ้นเมื่อระยะอาร์ก เพมิ่ ขึ้น แตถ่ ้าระยะอารก์ ส้นั กระแสเช่ือมจะเพ่ิมขน้ึ และแรงเคล่ือนอารก์ จะลดลง ดงั นัน้ จึงสรุปได้ว่าแรงเคล่ือนวงจรเปดิ จะวัดได้เมอ่ื เครือ่ งเชื่อมเปดิ แตไ่ ม่มกี ารอาร์กซง่ึ ได้ คา่ แรงเคลอื่ นทคี่ งท่ี สว่ นค่าแรงเคลือ่ นอารก์ จะวดั ได้ในขณะอารก์ ซ่งึ คา่ ทไ่ี ด้จะเปลยี่ นแปลงไปตามระยะ อาร์ก 11. ลักษณะของเครอ่ื งเชอ่ื ม เคร่ืองเช่ือมไฟฟา้ ทาหนา้ ทผี่ ลิตกระแสไฟเช่ือม จงึ นบั ว่าเปน็ หวั ขอ้ สาคัญของการเชื่อมไฟฟ้าทเี ดียว เคร่อื งเช่ือมไฟฟา้ มีหลายชนิดโดยแบ่งตามลกั ษณะตา่ ง ๆ กันดังน้ี เครอ่ื งเชอื่ มทีแ่ บง่ ตามลกั ษณะพ้ืนฐาน ถ้าพิจารณาตามลกั ษณะพน้ื ฐานจะสามารถแบง่ เครือ่ งเช่ือมออกเปน็ 2 ชนิดคือ เครอื่ งเช่อื มชนดิ กระแสคงที่ (constant current) และเครอ่ื งเช่ือมชนิดแรงเคลือ่ นคงท่ี (constant voltage)ความแตกต่างของ เคร่อื งเชอื่ มทง้ั 2 ชนิดนี้ พจิ ารณาไดจ้ ากการเปรยี บเทียบคุณลกั ษณะของ volt-ampere curves ซงึ่ curves นน้ั ไดจ้ ากการกาหนดจุดระหว่างกระแสเชื่อมกับแรงเคล่อื นในขณะเชอ่ื ม โดยกาหนดใหแ้ กนนอนเปน็ กระแส เชื่อม และแกนตัง้ เปน็ แรงเคลอื่ น กระบวนการเชอื่ มอารก์ โลหะดว้ ยมือ 60

1.เคร่ืองเชื่อมชนดิ กระแสคงที่ (Constant Current : CC) เปน็ ระบบท่ีใชใ้ นกระบวนการเชอ่ื มกบั เคร่ืองเชอื่ มธรรมดา (ลวดเช่อื มหุ้มฟลักซ)์ , เครือ่ งเชอ่ื ม TIG , เครอ่ื งเซาะร่อง (gouging) และเครอื่ งเชือ่ ม stud แต่เครอื่ งเช่อื มอตั โนมัติจะต้องใช้กับการเชื่อมด้วย ลวดเชือ่ มขนาดใหญ่ และใช้ระบบป้อนลวดแบบไวตอ่ แรงเคลอื่ น (voltage sensing) เคร่ืองเช่อื มชนิดกระแส คงท่ี (CC) มีลักษณะ volt-ampere curve จาก curve ดังกล่าวจะเห็นวา่ แรงเคลอื่ นสูงสดุ เม่อื ไม่มกี ระแส (กระแส 0) และแรงเคลอ่ื นต่าเมอ่ื กระแสเชื่อมเพิ่มขนึ้ สงู ในสภาวะการเช่ือมปกตจิ ะมแี รงเคลอื่ นอารก์ (Arc voltage) ระหว่าง 20-40 โวลท์ Volt คา่ OCV Volt - Ampere Curve Ampere ขณะท่แี รงเคลื่อนวงจรเปดิ (Open circuit voltage) อย่รู ะหวา่ ง 60-80 โวลท์ เครอ่ื งเชอ่ื มระบบ กระแสคงท่ีมีท้ังชนิดไฟตรงและไฟสลับ หรือมีท้ังไฟตรงและไฟสลับรวมกนั ซงึ่ อาจจะเปน็ แบบหมนุ หรือ แบบไมห่ มนุ ได้ ดงั นัน้ เครื่องเช่ือมชนิดกระแสคงทีน่ ้ี สามารถเปลย่ี นแปลงกระแสไฟเชอ่ื มได้ โดยการเปล่ยี นแปลง ระยะอารก์ โดยไมต่ อ้ งตัง้ กระแสเชือ่ มทเ่ี คร่ืองเชือ่ มใหม่ ในประเทศญป่ี ่นุ เครือ่ งเชอื่ มชนิดนี้จะมอี ปุ กรณป์ ้องกนั ไมใ่ หแ้ รงดนั ท่อี ยู่ในเคร่อื งเช่อื มสูงเกนิ 25 โวลท์ จากภาพแสดงความสัมพันธ์ระหว่างเส้น แรงดนั โวลท์ กบั เวลา 4 2 1 3 5 หมายเลข 1 หมายถึง เม่อื เปดิ เคร่ืองจะมแี รงเคลือ่ นวงจรเปดิ (OCV) 25 โวลท์ (ปกติจะอย่รู ะหวา่ ง 60- 80 โวลท)์ หมายเลข 2 หมายถึง เมอื่ เร่มิ ต้นอารก์ แรงดันจะเพม่ิ ไปท่ี 80 โวลท์เพอื่ ช่วยในการอาร์กใหง้ ่ายขนึ้ โดยจะ ใชเ้ วลาในการเปลีย่ นแรงดนั จาก 25 โวลทเ์ ป็น 80 โวลท์ท่ี 0.06 วินาที กระบวนการเชอื่ มอาร์กโลหะดว้ ยมอื 61

2 4 5 1 3 หมายเลข 3 หมายถงึ หลงั จากทเ่ี ริม่ จุดอาร์กแลว้ แรงดันจะลดลงเหลอื ทีป่ ระมาณ 30-40 โวลท์ แต่ กระแสไฟเชื่อม(แอมป)์ จะเพมิ่ ตามท่ีต้ังค่าไว้ หมายเลข 4 หมายถึง หลังจากท่หี ยดุ เชอื่ ม แรงดันจะกลบั ไปท่ี 80 โวลท์ โดยที่กระแสไฟเชือ่ ม(แอมป)์ จะ เท่ากบั 0 และใช้เวลาอีกประมาณ 1 วินาทที ่เี ครื่องจะควบคุมแรงดนั ให้เหลือ 25 โวลท์ตามหมายเลข 5 และเม่อื ทาการเร่ิมต้นเชอื่ มใหมเ่ ครื่องเช่อื มกจ็ ะทางานตามหมายเลข 1 ถงึ 5 ตอ่ ไป 2. เครอื่ งเช่อื มชนดิ แรงเคลอื่ นคงที่ (Constant Voltage : CV) เป็นเครือ่ งเชื่อมท่ใี ห้ volt-ampere curve เรยี บ เครื่องเชื่อมชนดิ น้ีจะใหแ้ รงเคล่ือนคงท่ี จะไม่ เปลย่ี นแปลงตามขนาดของกระแสเชือ่ ม สามารถใชก้ ับการเชอื่ มแบบกง่ึ อตั โนมัติ หรืออตั โนมัตทิ ี่ใชร้ ะบบ การป้อนลวดแบบอตั โนมตั ิ และผลิตเฉพาะกระแสไฟตรงเท่านนั้ ซึ่งอาจจะเป็นแบบขบั ดว้ ยมอเตอรไ์ ฟฟา้ หรอื เครอื่ งยนต์ หรอื แบบหมอ้ แปลง/เครือ่ งเรยี งกระแส Volt Volt -Ampere Curve Ampere เคร่อื งเชือ่ มแบบรวม CV และ CC เอาไวใ้ นเคร่ืองเดยี วกัน เปน็ เคร่ืองที่มีความคล่องตวั ในการใช้ มากทส่ี ดุ สามารถผลิตกระแสเชื่อมออกมาได้ท้งั ระบบแรงเคลื่อนคงทแ่ี ละระบบกระแสคงทโ่ี ดยการเปล่ยี น ขว้ั หรือเปลีย่ นสวิทช์ทเ่ี ครอ่ื งเช่อื ม และสามารถนาไปใชก้ บั ขบวนการเชอื่ มอน่ื ๆ ได้ดี กระบวนการเชอ่ื มอารก์ โลหะด้วยมอื 62

12 ชนดิ ของเครอื่ งเช่ือม (Welding Machine) 12.1 เครื่องเช่อื มกระแสตรงขบั ด้วยเคร่ืองยนต์ (Engine Drive Welding Machine) เคร่อื งเชอ่ื มชนดิ น้ีทางานโดยใช้เคร่อื งยนตเ์ ป็นต้นกาลงั ขับเจเนอเรเตอร์จะจา่ ยกระแสไฟตรง ออกมาไดเ้ หมือนกับเครอื่ งเชือ่ มแบบมอเตอร์ เครอ่ื งเชอื่ มแบบนี้สามารถเคล่ือนที่ได้ ซง่ึ เหมาะสาหรับงาน สนามท่ไี มส่ ามารถหาไฟฟา้ ใชไ้ ด้ เช่น งานกลเกษตร, งานวางทอ่ , งานโครงสรา้ ง เปน็ ตน้ ในปัจจุบนั มผี ู้ ปรบั ปรุงเครื่องเช่อื มน้ีใหผ้ ลิตกระแสไฟสลบั 220 โวลท์ ท่ีใช้สาหรับแสงสว่างและอปุ กรณช์ ่วยการทางาน เช่น สว่าน หนิ เจียระไน เปน็ ตน้ เพือ่ ให้สามารถใชง้ านไดก้ ว้างขวางข้ึน เคร่อื งเชอื่ มแบบเจเนอเรเตอรม์ กี ารควบคุมแรงเคลื่อน2 จุด (Dual-control) ซ่ึงสามารถเปลีย่ นแปลง output curve ได้ อุปกรณค์ วบคมุ นั้นประกอบด้วยสวิทช์ควบคมุ ชว่ งกระแส (Range switch) ซง่ึ จะปรับ กระแสเชือ่ มไดอ้ ยา่ งหยาบ หลงั จากนน้ั จึงปรบั ปมุ่ ท่สี อง (Fine adjustment) เม่อื วงจรเปดิ หรือไม่มี Load เป็น การปรับค่าแรงเคลือ่ นในตัวควบคมุ เดียวกนั น้สี ามารปรับกระแสเช่อื มละเอียดไดอ้ กี ด้วยในขณะเชอื่ มซึ่งจะ ชว่ ยใหก้ ารอาร์กน่มิ นวลหรือจะปรบั ให้รนุ แรงขน้ึ ก็ได้ เมื่อได้ curve ทรี่ าบเรียบและแรงเคล่อื นวงจรเปดิ มี คา่ ตา่ แม้จะปรบั แรงเคลือ่ นอารก์ เล็กนอ้ ยกจ็ ะทาใหก้ ระแสเชอ่ื มเปลย่ี นแปลงไปอยา่ งมาก การปรับลกั ษณะ น้ีจะทาให้เกิดการอารก์ ท่ีเจาะลึก ซงึ่ เหมาะกบั การเชือ่ มงานทอ่ แต่ถ้า curve ทีไ่ ด้มลี ักษณะสูงชนั และแรง เคลือ่ นวงจรเปดิ สงู การปรับแรงเคลอื่ น มีผลต่อกระแสเชอ่ื มน้อยมาก สว่ นเปลวอารก์ ทีเ่ กิดข้ึนจะน่ิมนวล หรอื เสยี งไมด่ งั ซึ่งเหมาะกับการเชอื่ มโลหะแผน่ ภาพ เครื่องเชือ่ มกระแสตรงขบั ดว้ ยเครื่องยนต์ กระบวนการเช่ือมอาร์กโลหะดว้ ยมอื 63

12.2 เคร่อื งเชอื่ มชนดิ กระแสตรงขับดว้ ยมอเตอรไ์ ฟฟ้า (Motor Generator Welding Machine) เครื่องเชอื่ มชนิดน้ที างานโดยรบั ไฟฟา้ กระแสสลับปอ้ นเขา้ มอเตอร์ เพื่อใชข้ บั Generator และ Generator จะจา่ ยกระแสไฟตรงทม่ี ีความเรยี บ เมอ่ื นาไปใช้ในการเชอ่ื ม ภาพ เครอ่ื งเชือ่ มกระแสตรง ขับด้วยมอเตอร์ไฟฟา้ 12.3 เครอื่ งเชือ่ มแบบหมอ้ แปลงไฟฟา้ (Transformer welding machines) เครือ่ งเชื่อมแบบหมอ้ แปลงเป็นท่ีนยิ มใช้กนั ท่วั ไป ราคาถกู น้าหนักเบา และมีขนาดเล็กกว่า เครื่องเชอ่ื มแบบอ่ืน ๆ ซึง่ เครอ่ื งเช่ือมแบบนจี้ ะผลติ เฉพาะกระแสไฟสลบั (AC) เท่านน้ั หลักการทางาน ของเครื่องเหมอื นกบั หมอ้ แปลงไฟ โดยนากระแสท่ีมแี รงเคล่ือนสงู (220 โวลท)์ ปอ้ นเขา้ ขดลวดปฐมภมู ิ (Primary) และจ่ายออกทางขดลวดทุตยิ ภูมิ (Secondary) เปน็ ไฟแรงเคลือ่ นตา่ กระแสสูงเพอ่ื ให้เหมาะแก่ การเชื่อมโลหะ ถึงแม้วา่ เครื่องเชื่อมหม้อแปลงจะมีข้อดหี ลายประการ แต่ขอ้ จากดั ของเคร่อื งเชือ่ มระบบนีก้ ็ มี เชน่ กระแสไฟทีป่ ้อนเข้าเครื่องเช่อื มจะตอ้ งเป็นแบบ 1 เฟส (single phase) ซ่ึงจะทาใหเ้ กิดการไมส่ มดลุ ใน สายได้ และเครอื่ งเช่ือมแบบหมอ้ แปลงมี power factor ต่า เว้นแต่จะเพ่มิ capacitor เขา้ ไป ภาพ เคร่ืองเชอื่ มแบบหมอ้ แปลงไฟฟ้า กระบวนการเชอื่ มอาร์กโลหะด้วยมอื 64

12.4 เครื่องเชือ่ มกระแสตรงแบบเครอื่ งเรียงกระแส (Rectifier Type DC welding machine) เคร่ืองเชอ่ื มกระแสตรงแบบเคร่อื งเรียงกระแสประกอบด้วยหมอ้ แปลงไฟฟ้า และซิลิกอนหรือ ซลิ เิ นยี มท่ีทาหน้าทแ่ี ปลงกระแสไฟสลับให้เปน็ กระแสตรงซึ่งซิลกิ อนและซลิ เิ นียมน้นั เป็นสารก่งึ ตวั นาไฟฟ้า ที่ยอมใหอ้ เี ลคตรอนไหลผา่ นได้สะดวกเพยี งทางเดยี ว สว่ นอีกทศิ ทางหนึ่งอเี ลคตรอนจะไหลผ่านได้สะดวก เพียงทางเดยี ว ส่วนอีกทิศทางหน่ึงอีเลคตรอนจะไหลผ่านไมส่ ะดวก เคร่ืองเช่ือมน้ีสามารถใชง้ านได้ทั้งไฟ DCEP และไฟ DCEN อุปกรณป์ ระกอบหลกั ภายในเครื่องไมม่ กี ารเคล่อื นท่ี ยกเวน้ พัดลมระบายความร้อน เท่านนั้ . เครือ่ งเชือ่ มชนิดน้ี จึงสามารถทางานได้อยา่ งเงยี บเชียบและบารุงรักษาน้อย สาหรบั กระแสไฟท่ปี อ้ นเขา้ เครื่องจะเป็นแบบ 3 เฟส แตม่ อเตอร์ระบายความรอ้ นจะเปน็ แบบ 1 เฟส ภาพ เครื่องเช่อื มกระแสตรงเรียงกระแส 12.5 เครือ่ งเชอ่ื มแบบผสมหม้อแปล-เงครอื่ งเรยี งกระแส(Transformer-Rectifier welding machine) เครอ่ื งเช่ือมแบบหมอ้ แปลงจะผลติ เฉพาะกระแสไฟฟ้าสลบั ซง่ึ ใหผ้ ลดีกับการเช่ือมดว้ ย ลวดเชื่อม บางชนดิ เท่าน้นั แตย่ งั มีลวดเชื่อมอกี บางชนดิ ทต่ี อ้ งเช่ือมด้วยกระแสไฟตรง ซึ่งผลติ โดยการหมนุ เจเนอเร เตอรห์ รือใช้เรคติไฟเออรเ์ ปล่ยี นกระแสไฟสลับให้เป็นกระแสไฟตรง เครื่องเชอ่ื มแบบผสมหม้อแปลงเครอื่ งเรยี งกระแสน้ี ใช้หลกั การของเรคไฟเออร์ มาตอ่ เข้ากบั หม้อแปลง โดยมีสวิทชส์ บั เปล่ยี นขวั้ ไฟ ซงึ่ จะใหท้ ั้งกระแสไฟสลับ (AC) เม่อื ผา่ นออกมาจากหมอ้ แปลงและ จะให้กระแสไฟตรง (DC) เมือ่ ผา่ นออกมาจากเรคตไิ ฟเออร์ ขอ้ ดีของเคร่อื งเช่อื มชนดิ นม้ี ีดงั น้ี - สามารถใชไ้ ดก้ ับไฟ 3 เฟส เพือ่ เป็นการลดปัญหาของความไม่สมดุลย์ในสายไฟ - สามารถใชเ้ ช่ือมได้ทง้ั งานทเี่ ปน็ เหล็กและโลหะทีไ่ มใ่ ช่เหลก็ - สมรรถนะสงู กวา่ เครื่องเชอื่ มไฟตรงแบบเจเนอเรเตอร์ - สามารถผลติ กระแสเช่ือมได้ทั้งชนดิ ไฟตรงและไฟสลบั - ไมม่ ีเสยี งดังขณะเชื่อม กระบวนการเชอ่ื มอาร์กโลหะดว้ ยมือ 65

ภาพเครอ่ื งเช่ือมแบบหม้อแปลง-เรียงกระแส 12.6 เครอ่ื งเช่ือมแบบอนิ เวอรเ์ ตอร์ ( Inverter Welding Machine) เปน็ เครอื่ งเชอ่ื มทใ่ี ช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ในการควบคุม กระแสไฟท่ีใชใ้ นการเช่อื ม กระแสไฟท่ีใช้ เป็นแบบกระแสตรง DC เครอื่ งเชื่อมอนิ เวอร์เตอร์ สามารถทาการเชือ่ มไดท้ งั้ การเชอื่ มอาร์กโลหะดว้ ยมือ (MMAW) การเชือ่ มทกิ (TIG) เป็นเครอ่ื งเชือ่ มท่มี ีนา้ หนักเบา และสามารถใชก้ ับไฟฟ้าที่ใช้ในบ้านเรอื นได้ 220 โวลท์ พกพาได้ สะดวกสามารถปรบั แรงดันได้ตั้งแต่ 5-150 แอมแปร์ แต่เคร่อื งเชื่อมชนิดนจ้ี ะมปี ญั หาในกรณี ไฟฟ้าที่ ตอ่ เขา้ เครอ่ื งมีคา่ แรงดันไฟสมา่ เสมอหรอื ไม่ เช่นบางหมบู่ ้าน ไฟฟ้า อาจจะมีแรงทส่ี ูงกวา่ 220 โวลท์หรอื บางท่ีต่ากวา่ 220 โวลท์ ทาใหว้ งจรอิเล็คทรอนิกส์ เกิดความเสียหายได้งา่ ย ซึ่งเป็นปญั หาของเครื่องเชอื่ ม ชนดิ นี้ แต่ในบางบรษิ ัททผ่ี ลติ เคร่ืองเชือ่ ม ระบไุ วว้ ่า สามารถทางานได้แมว้ ่าแรงดันไฟฟา้ จะเกินหรือตา่ กวา่ 220 โวลท์ แต่ทไ่ี ม่เกิน  15 โวลท์ ภาพเครือ่ งเชอ่ื มแบบอนิ เวอร์เตอร์ กระบวนการเชอ่ื มอาร์กโลหะดว้ ยมือ 66

เคร่ืองเชือ่ มแบบผสมมีทัง้ ระบบ CC และ CV สามารถเชื่อมไดท้ ง้ั - เชื่อมไฟฟ้า MMA - เชอื่ มทิก TIG - เชอื่ มมกิ /แม๊ก MIG/MAG 13. การเลอื กเคร่อื งเช่ือม เคร่ืองเช่ือมในปัจจุบันน้มี ีอยู่หลายแบบและหลายขนาดด้วยกนั การเลอื กใชเ้ ครือ่ งเชือ่ มนนั้ จะต้อง คานึงถึงสภาพของงานเชื่อมและผูป้ ฏิบตั ิงาน ตลอดจนสภาวะเศรษฐกิจขณะน้ัน ซึง่ วิธเี ลือกเครื่องเชื่อมท่ี พอจะยึดเป็นกฎเกณฑ์พจิ ารณาอยา่ งกว้าง ๆ มดี งั น้ี งานสนามหรืองานในไรค่ วรใชเ้ ครื่องทข่ี ับดว้ ย เคร่อื งยนต์ แต่งานทที่ าตามอู่ โรงฝึกงานหรืองานทาประตู หน้าต่าง ควรใช้เครอื่ งเชื่อมแบบหม้อแปลงไฟ เพราะมรี าคาถูกซง่ึ จะประหยัดกวา่ แตส่ าหรับโรงงานอุตสาหกรรม หรอื อูท่ ่ตี อ้ งการเชอ่ื มงานจานวนมาก โดยเฉพาะเม่ือเชือ่ มทงั้ งานอลูมิเนยี ม ทองแดง เหล็ก สเตนเลส และการเชื่อมพอกผิวแขง็ ซงึ่ งานเหลา่ นี้ ตอ้ งเช่ือมด้วยไฟตรงจงึ ต้องเลือกเคร่อื งเชอ่ื มไฟตรง ซง่ึ อาจเป็นชนิดขับด้วยมอเตอร์ หรอื ชนิดเครอ่ื งเรียง กระแสขนึ้ อยกู่ ับสภาพโรงงาน เช่น ชนิดขับด้วยมอเตอร์ น้นั จะตอ้ งมเี สยี งดงั กวา่ เครอ่ื งเชอ่ื มชนดิ เครอื่ ง เรียงกระแส แต่ถ้ามงี านที่ใช้ทั้งไฟสลบั และไฟตรง ควรเลอื กเครอ่ื งเชอ่ื มชนดิ แบบผสมหม้อแปลง เครื่องเรยี งกระแส ซ่งึ มีราคาแพงกวา่ เครอ่ื งเช่อื มชนิดอน่ื 14. ดิวตไี้ ซเคลิ (Duty Cycle) Duty Cycle เปน็ ตัวท่ีบอกถึงความสามารถของเครอื่ งเชือ่ ม ท่ีกาหนดด้วยเวลาเชื่อมกับเวลาทัง้ หมด โดยกาหนดเวลาทั้งหมดไวเ้ ปน็ มาตรฐาน 10 นาที ตวั อยา่ ง เคร่อื งเชือ่ มขนาด 200 แอมป์ ที่ 60% DUTY CYCLE หมายถึง เคร่อื งเชื่อมนี้สามารถเชื่อมแบบตอ่ เนือ่ งได้ 6 นาที และหยุดพัก 4 นาที โดยใช้กระแส เชอ่ื มสงู สดุ ที่กาหนดไว้ 200 แอมป์ เครื่องเชื่อมทีใ่ ช้กับลวดเช่ือมหุม้ ฟลกั ซ์โดยทว่ั ไปแลว้ จะใช้ Duty Cycle ประมาณ 60% แตส่ าหรบั เครอื่ งเชือ่ มแบบอตั โนมตั ิ จะใช้ Duty Cycle 100% การกาหนดคา่ ความสามารถของเครอื่ งเชื่อมนี้ เปน็ การปอ้ งกนั มใิ ห้ช่างเชอ่ื ม ใช้เครื่องเช่ือมหนัก เกนิ ไปซึง่ อาจจะทาให้เครื่องเชื่อมเสยี หายไดง้ า่ ย กระบวนการเชือ่ มอาร์กโลหะด้วยมือ 67

15. สญั ลักษณ์ลวดเช่ือม มาตรฐานอเมริกา AWS (American Welding Society) (A5.1-91) E XX X X ชนดิ สารพอกหุ้ม (ฟลักซ)์ และชนิดกระแสไฟฟา้ ทา่ เชื่อม คา่ ต้านแรงดงึ ตา่ สุด x 1,000 ปอนด/์ ตร.นิ้ว (psi) Electrode (ลวดเชือ่ มไฟฟ้า) ตวั เลขคู่หนา้ แสดงคา่ ความต้านทานแรงดงึ ตา่ สดุ โดยคูณด้วย 1,000 หน่วยเป็น PSI เชน่ E 60XX คือ 60 x 1,000 = 60,000 PSI ตัวเลขตวั ท่ี 3 แสดงตาแหนง่ ท่าเชอ่ื ม EXX1X คอื ทา่ ราบ ทา่ ตัง้ ทา่ ระดับ ท่าเหนอื ศรี ษะ EXX2X คือ ท่าราบ และ ท่าระดับ EXX3X คือ ท่าราบเทา่ นนั้ ตวั เลขตวั ท่ี 4 แสดงสมบตั ิตา่ ง ๆ ของลวดเช่ือมดงั ตารางตอ่ ไปน้ี ตารางแสดงความหมายต่างๆ ของตวั เลขตาแหน่งที่ 4 หรอื 5 รหัส ชนิดกระแสไฟ การอารก์ การละลายลกึ สารพอกหมุ้ ผงเหลก็ EXX10 DCEP รนุ แรง มาก เซลลโู ลส - โซเดยี ม 0-10 % EXXX1 AC & DCEP รนุ แรง มาก เซลลโู ลส - โพแทสเซยี ม 0% EXXX2 AC & DCEN ปานกลาง ปานกลาง รไู ทล์ - โซเดยี ม 0-10 % EXXX3 AC& DCEP & DCEN น่มิ นอ้ ย รไู ทล์ – โพแทสเซียม 0–10 % EXXX4 AC& DCEP & DCEN นิ่ม น้อย รูไทล์ – ผงเหล็ก 25–40 % EXXX5 DCEP ปานกลาง ปานกลาง ไฮโดรเจนตา่ -โซเดียม 0% EXXX6 AC or DCEP ปานกลาง ปานกลาง ไฮโดรเจนตา่ -โพแทสเซียม 0% EXXX8 AC or DCEP ปานกลาง ปานกลาง ไฮโดรเจนต่า-ผงเหล็ก 25-40 % EXX20 AC& DCEP & DCEN ปานกลาง ปานกลาง เหลก็ ออกไซด-์ โซเดยี ม 0% EXX24 AC& DCEP & DCEN น่มิ น้อย รไู ทล์-ผงเหลก็ 50 % EXX27 AC& DCEP & DCEN ปานกลาง ปานกลาง เหลก็ ออกไซด-์ ผงเหลก็ 50 % EXX28 AC & DCEP ปานกลาง ปานกลาง ไฮโดรเจนต่า-ผงเหล็ก 50 % กระบวนการเชื่อมอารก์ โลหะดว้ ยมอื 68

ตัวอย่าง E 6013 - เป็นลวดเช่ือมไฟฟ้า E - คา่ ตา้ นแรงดงึ ตา่ สุด 60 x 1,000 = 60,000 ปอนด/์ ตร.น้ิว (60,000 psi) 60 - เชื่อมได้ทกุ ท่าเช่อื ม 1 - ฟลักซเ์ ปน็ แบบรไู ทล์ใชไ้ ด้ทุกกระแสเชอื่ มเหลก็ เหนียวทวั่ ไปได้ดลี กั ษณะกาอราร์ก 3 นม่ิ นวล คุณสมบัตกิ ารซึมลึกปานกลาง มาตรฐาน ญี่ปุ่น JIS (Japannese Industrial Standard) (Z 3211-1991) D XX XX ชนิดของฟลักซ์ ค่าความตา้ นทานแรงดงึ ต่าสดุ N/mm2 ลวดเช่ือมห้มุ ฟลักซ์ ตัวเลขค่แู รก แสดงคา่ ความต้านทานแรงดึงตา่ สุด กลมุ่ เหล็กกล้าคาร์บอนมีตัวเดียว 43 ซ่ึงมคี า่ เท่ากบั 420 N/mm2 ตัวเลขคหู่ ลัง แสดงชนิดของฟลักซ์ ดังแสดงในตาราง ตารางแสดงความหมายตวั เลขของรหัสลวดเชอื่ ม ตาม JIS (Z 3211-1991) รหัส ทนตอ่ แรงดึงตา่ สดุ ชนิดฟลักซ์ ตาแหนง่ ทา่ เช่ือม ชนิดกระแสไฟ D 4301 N/mm2 D 4303 420 อิลเมไนต์ F, V , O, H AC & DCEP & DCEN D 4311 420 D 4313 420 ไลม์ – ไทเทเนีย F, V , O, H AC & DCEP & DCEN D 4316 420 D 4324 420 เซลลูโลสสูง F, V , O, H AC & DCEP & DCEN D 4326 420 D 4327 420 ไทเทเนียมออกไซด์ F, V , O, H AC & DCEN 420 D 4340 ไฮโดรเจนตา่ F, V , O, H AC & DCEP 420 ไทเทเนยี มออกไซด์ผงเหล็ก F, H AC & DCEP & DCEN ไฮโดรเจนตา่ ผงเหล็ก F, H AC & DCEP เหล็กออกไซด์ ผงเหลก็ F AC & DCEP & DCEN H AC & DCEN ชนิดพเิ ศษ F, V , O, H AC & DCEP & DCEN หมายเหตุ F = ทา่ ราบ V = ท่าตั้ง O = ท่าเหนือศรี ษะ H = ท่าระดับ กระบวนการเช่อื มอารก์ โลหะดว้ ยมือ 69

ตัวอย่าง D 4303 D - ลวดเช่อื มห้มุ ฟลกั ซ์ 43 - ค่าความตา้ นทานแรงดงึ ต่าสุด 420 N/mm2 03 - ฟลกั ซ์ ไลม์ –ไทเทเนีย เชื่อมได้ทุกทา่ เชื่อม ใชก้ ระแสไฟAไCดแท้ ล้ังะDC+/DC- มาตรฐานเยอรมัน DIN (Deutch Industrie Norn) (DIN 1913 Part 1/DIN EN 287) E XX X X AR X XXX ประสทิ ธภิ าพของลวดเช่อื ม(ใชเ้ ฉพาะลวดต้านแรงดงึ สงู ) ชั้นของลวด ชนดิ สารพอกหุ้ม คา่ อุณหภมู ิทดสอบแรงกระแทกท่ี 47 จูล ค่าอุณหภูมทิ ดสอบแรงกระแทกท่ี 28 จูล คา่ ความตา้ นทานแรงดงึ จดุ คลาก การยืดตัว ลวดเช่ือมหุ้มฟลักซ์ ตวั เลขคแู่ รก แสดงค่าความตา้ นทานแรงดงึ จดุ คลากและการยืดตวั ตารางแสดงความหมายคแู่ รก รหสั ค่าความต้านทานแรงดึง N/mm2 คา่ จดุ คลาก N/mm2 % การยดึ ตัวต่าสุด L0 =5d 0 ณ อณุ หภมู ิหอ้ ง 20 องศาเซลเซยี ส 43 430 – 550  355 51 510 – 650  380 22 ตวั เลขตัวที่ 3 และ 4 แสดงคา่ อุณหภมู ิท่ใี ช้ทดสอบแรงกระแทกตารางแสดงความหมายของตัวท3่ี และ 4 ใช้แรงกระแทกตา่ สดุ 28 จลู (1) ใชแ้ รงกระแทกต่าสดุ 47 จูล (1) รหสั ตวั ที่ 3 ณ ท่ีอุณหภมู เิ ปน็ องศาเซลเซียส รหสั ตวั ที่ 4 ณ ที่อณุ หภูมิเป็นองศาเซลเซยี ส 0 ไมร่ ะบุ 0 ไมร่ ะบุ 1 +20 1 +20 202 0 3 -20 3 -20 4 -30 4 -30 5 -40 5 -40 (1) คา่ แรงกระแทกตา่ สดุ นี้ไดจ้ ากคา่ เฉล่ียทีใ่ ช้กับช้ินงานทดสอบ 3 ช้ิน โดยรหสั ตัวที่ 3 ใช้ค่าแรงกระแทกในแต่ละชิน้ ตา่ สุด 20 จูล และรหัสตวั ที่ 4 ใชค้ ่าแรงในแตล่ ะชน้ิ ตา่ สดุ 32 จูล กระบวนการเชือ่ มอาร์กโลหะดว้ ยมือ 70

ตารางแสดงความหมายชนิดของฟลักซ์ รหสั ชนดิ ของฟลกั ซ์ A กรด R รไู ทล์ (ฟลกั ซบ์ างหรอื หนาปานกลาง) RR รูไทล์ (ฟลกั ซห์ นา) AR กรด – รไู ทล์ C เซลลโู ลส R ( C ) รูไทล์ – เซลลโู ลส (ฟลกั ซห์ นาปานกลาง) RR ( C ) รไู ทล์ – เซลลโู ลส (ฟลักซห์ นา) B ด่าง B ( R ) ดา่ งท่ใี ช้ส่วนประกอบไมใ่ ช้ดา่ ง RR ( B ) ด่าง – รูไทล์ (ฟลกั ซ์หนา) - ฟลกั ซ์บางมีความหนา 120 % - ฟลกั ซห์ นาปานกลางมคี วามหนา 120-150 % - ฟลักซห์ นามีความหนา 150 % (คิดจาก ความโตลวด) ตัวเลขตวั ท5่ี หรือตวั ท5่ี และ6แสดงชัน้ ของลวดเชอื่ มซึ่งจะบอกถึงตาแหนง่ ทา่ เชื่อกมรชะนแดิสไฟและชนดิ ของฟลักซ์ ชน้ั ลวดเชื่อม ตาแหน่งทา่ เช่อื ม ชนิดกระแสไฟ ชนดิ และความหนาของฟลักซ์ 2 1 5 A2 กรด (บาง) 3 1 5 R2 รไู ทล์ (บาง) 4 R3 รไู ทล์ (ปานกลาง) 5 2(1) 2 R(C) รูไทล-์ เซลลโู ลส(ปานกลาง) 6 1 2 C4 เซลลโู ลส(ปานกลาง) 7 0+(6) RR รไู ทล์ (หนา) 1 2 RR(C)5 รูไทล์ – เซลลูโลส(หนา) 8 2 5 RR6 รไู ทล์ (หนามาก) 9 1 RR(C)6 รไู ทล์ – เซลลูโลส(หนามาก) 10 2 A7 กรด (หนา) 11 2 2 AR7 กรด-รไู ทล(์ หนา) 1 RR(B) รูไทล์ – ดา่ ง (บาง) 5 RR8 รไู ทล์ (หนา) 2 5 RR(B)8 ดา่ ง-รูไทล์ (หนา) 2 5 B9 ดา่ ง(หนา) 2 B(R)9 ดา่ ง(ส่วนประกอบไมเ่ ป็นดา่ ง) 2 B10 ดา่ ง(หนา) 2 5 B(R)10 ดา่ ง(สว่ นประกอบไมเ่ ปน็ ด่าง) 2 0+(6) 6 RR11 รูไทล(์ หนา)ประสิทธิภาพ  105% 1 0+(6) AE11 กรด-รูไทล(์ หนา)ประสทิ ธภิ าพ 105% 1 6 2 5 2 5 4 4 กระบวนการเช่อื มอารก์ โลหะดว้ ยมอื 71

ชัน้ ลวดเชื่อม(ตอ่ ) ตาแหนง่ ทา่ เช่ือม ชนดิ กระแสไฟ(ต่อ) ชนดิ และความหนาของฟลกั ซ์ (ต่อ) 12 (ตอ่ ) 4 0+(6) B12 ดา่ ง(หนา)ประสิทธิภาพ  120% 4 0-(6) B(R)12 ดา่ ง(ส่วนประกอบไม่เป็นดา่ ง) ประสิทธภิ าพ  120% ตารางแสดงตวั เลขบอกตาแหนง่ ท่าเชอื่ ม รหัส ตาแหนง่ ทา่ เชื่อม สัญลกั ษณ์ทา่ เชือ่ มตาม DIN EN 287 PA, PB, PC, PD, PE, PF, PG 1 เชอื่ มทกุ ตาแหน่งทา่ เชื่อม PA, PB, PC, PD, PE, PF 2 เช่ือมทกุ ตาแหนง่ ท่าเช่ือม ยกเวน้ ท่าต้งั เช่ือมลง PA, PB PA,PB 3 ตอ่ ชนทา่ ราบ ต่อฉากท่าราบ ต่อฉากท่าระดบั PD = ต่อฉากท่าเหนือศีรษะ PE = ต่อชนทา่ เหนือศีรษะ 4 ตอ่ ชนทา่ ราบ ต่อฉากทา่ ราบ PA = ท่าราบ PB = ตอ่ ฉากทา่ ระดับ PC = ต่อชนท่าระดบั PF = ตอ่ ชนทา่ ตั้งเชือ่ มข้ึน PG = ทา่ ตง้ั เชือ่ มลง ตารางแสดงความหมายของตัวเลขบอกชนดิ กระแสไฟ ใช้กระแสไฟ AC หรือ DC ค่าแรงดันไฟฟา้ วงจรเปิดต่าสุดสาหรับกระแสไฟAC กระแสไฟ DC เท่านั้น 501) โวลท์ 70 โวลท์ 80 โวลท์ รหัส ข้ัวไฟของลวดเชอื่ ม 1 4 7 0 ขั้วใดกไ็ ด้ 258 0- ขัว้ ลบ 369 0+ ขว้ั บวก 1)ขอ้ มลู น้ีใชก้ บั คา่ แรงดันไฟฟา้ วงจรเปิด 42 โวลทด์ ว้ ย 16. การปรับตง้ั กระแสไฟเชือ่ ม โดยปกติ การปรบั กระแสไฟที่ใช้ในการเชอ่ื ม จะ ดูได้จากข้างกลอ่ งลวดเชอ่ื ม ของผูผ้ ลติ ลวด เช่ือมแต่ละย่หี อ้ โดยข้างกลอ่ งจะระบุ ชนดิ กระแสทใี่ ช้AC หรือ DC ขนาดแรงดนั ในแต่ละท่า ซ่งึ จะระบุบน ขา้ งกล่อง ช่างเชอื่ มสามารถพจิ ารณาเลือกขนาดแรงดันได้ หรอื สามารถพิจารณาไดจ้ าก 40 คูณ เสน้ ผา่ ศูนยก์ ลางลวดเชือ่ ม (40 x  ลวดเชื่อม) ไดเ้ ทา่ ไร บวก ลบ ค่าทไ่ี ดอ้ ีก ประมาณ 15 แอมป์ ตัวอยา่ ง ชา่ งเชื่อมใชล้ วดเช่อื มขนาด  3.2 มม. ในการคานวณ 40 x 3.2 = 128 บวกเพิม่ 15 = 143 ลบ 15 = 113 ฉะนน้ั แรงดันกระแสไฟเชื่อมสามารถใช้ไดป้ ระมาณต้ังแต่ 113 – 143 แอมป์ กระบวนการเชอื่ มอารก์ โลหะดว้ ยมอื 72

ตารางการปรับค่ากระแสไฟในการเชอื่ ม เส้น ศ.ก d mm 2.0 2.5 3.25 4.0 5.0 6.0 350-450 350/450 450 450 ยาวลวด l mm 250/300 350 90-150 120-200 180-270 220-360 กระแสทใ่ี ช้ Amp 40-80 50-100 30 x d 35 x d 50 x d 60 x d สูตรคิคคานวณ กระแสตา่ สุด 20 x d กระแสสูงสดุ 40 x d 17. ระยะอาร์ก คือระยะหา่ ง ระหวา่ งลวดเช่อื ม กบั ชนิ้ งาน ทาใหเ้ กิดการ อารก์ ซงึ่ ขนึ้ อยู่กับชนดิ ของฟลักซ์เปน็ องคป์ ระกอบ เช่นฟลกั ซ์ เป็นแบบ รูไทล(์ R ) แบบกรด(A ) แบบเซลลโู ลส (C )และ แบบด่าง (B ) ในกรณที ีฟ่ ลกั ซเ์ ป็นแบบ R, A, C ระยะอาร์ก = 1.0 x d (d= ของลวดเชือ่ ม) ในกรณที ฟ่ี ลกั ซเ์ ป็นแบบ B ระยะอารก์ = 0.5 x d (d =  ของลวดเช่ือม) ฉะน้นั ช่างเชือ่ มต้องพิจารณาถึง ชนดิ ของฟลักซ์ ซึ่งระยะ อารก์ แตกต่างกัน เชน่ ฟลกั ซแ์ บบด่าง (E7016) หรือภาษาช่างเชอ่ื มวา่ ลวดแข็ง จาเป็นต้องใชก้ ารจดุ อาร์กท่ีชดิ ในการเรม่ิ ตน้ อารก์ หรือในบางครัง้ เมอื่ ช่าง เช่ือม เชอ่ื มไปไดค้ รึ่งลวดเช่ือม แล้วหยดุ เมอื่ จะจุดอาร์ก อีกครงั้ การจุดอารก์ ยาก เคาะอยา่ งไรก็ไม่เริ่มจดุ อารก์ ซึง่ ช่างเชื่อมบางคนเรยี กวา่ ลวดเชอ่ื มตาแตก เพราะตอนจดุ อาร์ก โดยมหี น้ากากปังอยูไ่ มเ่ กดิ การ อารก์ แต่พอ ลดหนา้ กากกรองแสงลง เพอื่ ดูว่าเกิดอะไรขน้ึ พร้อมทาการ เคาะจุด อารก์ อกี คร้งั การ อารก์ เกิดข้นึ ทาใหต้ ามองไม่เห็น หรอื ท่ีเรยี กวา่ ตาบอดชัว่ คราว การแกไ้ ขถ้าใช้ลวดเช่อื มแบบดา่ ง(เบสิค) เมือ่ เชอื่ มได้ครง่ึ ลวดเชอื่ ม ช่างเชอ่ื มควรใชม้ ือท่ีใส่ถุงมอื บิดหรอื เคาะฟลกั ซอ์ อกให้เหน็ แกนลวดเชือ่ มกอ่ น กอ่ นทาการจดุ อารก์ ต่อไป 18. หนา้ ที่ของฟลัก 18.1 เพ่ือชว่ ยใหก้ ารส่งนา้ โลหะผา่ นชอ่ งวา่ ง เพ่ือก่อตวั เปน็ แนวเชือ่ ม  ช่วยในการจุดอารก์ (arc ignition)  ทาให้อารก์ เสถยี ร 18.2 เพือ่ ให้เกิดสแลก (slag)  มอี ทิ ธพิ ลต่อขนาดของหยดน้าโลหะ  ปอ้ งกันการเกิดออกซิเดช่ัน และไนไตรดท์ จี่ ะเกดิ กบั เนื้อโลหะเชอ่ื ม จากบรรยากาศ รอบๆ  ทาให้ได้รูปรา่ งของแนวเช่ือมตามต้องการ  ป้องกันไมใ่ ห้แนวเชอ่ื มเย็นตวั เร็วเกินไป กระบวนการเชือ่ มอารก์ โลหะด้วยมอื 73

18.3 เพือ่ สรา้ งแกสคลมุ (คารบ์ อนไดออกไซด์ CO2 คารบ์ อนมอนนอกไซด์ CO) ซึง่ ไดจ้ าก สารอินทรีย์และคารบ์ อเนต 18.4 เพ่อื การกาจัดออกซเิ จน (Deoxygenizing) และการเติมโลหะผสม (alloying) ใหก้ ับเนอ้ื โลหะเชือ่ มลวดเชื่อมชนดิ ใหก้ ารคืนตวั เป็นโลหะเชอื่ มส(งูHigh Metal Recovery Electrodes)  ลวดเชอื่ มประสทิ ธิภาพสูง (High Efficiency Electrodes)  การคืนตวั เปน็ เน้ือโลหะเช่อื ม หมายถงึ น้าหนักของเน้ือโลหะท่กี อ่ ตวั เป็นแนวเชอื่ ม เทยี บกับน้าหนกั ของแกนลวดเชื่อมเทา่ ทใ่ี ช้ไป อตั ราการคนื ตวั เปน็ เนื้อโลหะเช่อื ม = Ww – WB x 100 % Wc Ww = นา้ หนกั ชิน้ งานรวมน้าหนกั เน้ือโลหะเชอื่ ม WB = นา้ หนักชิน้ งานกอ่ นเชอื่ ม Wc = น้าหนกั แกนลวด (คานวณ หรอื ชั่ง) 19. ผลของฟลกั ซต์ ่อการใชง้ าน  ทาให้เกิดลักษณะของอาร์กทแ่ี ตกต่างกัน กล่าวคือ - อารก์ ง่าย นม่ิ กอ่ แนวเชือ่ มได้สวยงาม - อารก์ ยาก ลวดเชือ่ มดดู ตดิ ช้นิ งานบอ่ ยๆ ตอ้ งกระแทกเพือ่ จดุ อาร์ก - อารก์ รนุ แรง และเผาไหม้อย่างรวดเรว็  การแพรก่ ระจายของไฮโดรเจน (HD) หนว่ ยเป็น มลิ ลิลติ ร ต่อ 100 กรัมเนื้อโลหะเช่ือม  การเกิดแกสออกซิเจน (%)  ความชื้นและการอบลวด  การบรรจหุ บี ห่อ  DCEN ให้การซมึ ลกึ มากกว่า ในขณะที่ DCEP เดินแนวเช่อื มไดเ้ รว็ กว่า เฉพาะลวดเชื่อมทยี่ อมได้ ทง้ั +/- เทา่ น้นั  เชอื่ ม DC ผิดข้วั จากทรี่ ะบุ ทาให้เกดิ - เมด็ โลหะเกาะติดชิ้นงาน (spatter) - รพู รนุ (porosity) - การซึมลึกไมเ่ พยี งพอ (Incomplete Penetration) - สแลกผงั ใน (Slag Inclusion) - อาร์กไม่เสถยี ร (Unstable Arc) กระบวนการเชอ่ื มอารก์ โลหะดว้ ยมอื 74

20. การเก็บรักษาลวดเช่ือม ลวดเชอ่ื มทเ่ี สื่อมคณุ ภาพเมอ่ื นาไปเชือ่ ม สารพอกหุ้มจะเกดิ การแตก ซง่ึ เป็นสาเหตทุ ที่ าใหร้ อบ เชื่อมแตกรา้ ว ซ่ึงมีสาเหตมุ าจากลวดเชอ่ื มเกดิ ความช้ืน ดงั นนั้ ในการเกบ็ รักษาลวดเช่ือมจะต้องใหอ้ ยู่ใน สภาพทแ่ี หง้ อยเู่ สมอ และเปน็ ไปตามขอ้ กาหนดเฉพาะในการเกบ็ ลกั ษณะของลวดเชือ่ มชนิดนน้ั ๆ ในกรณที ล่ี วดเชื่อมชืน้ กอ่ นทีจ่ ะนาไปใชง้ าน จะต้องอบให้แหง้ เสยี ก่อน โดยใชเ้ ตาอบลวดเชอ่ื มให้ ความร้อนประมาณ 500 องศาฟาเรนไฮต์ (260 องศาเซลเซยี ส) เปน็ เวลาประมาณ 2 ชว่ั โมง จากนัน้ นาไป เก็บในอณุ หภมู ทิ ่เี หมาะสม เพ่อื ใช้งานต่อไป 21. การเลือกใชล้ วดเช่อื ม ควรจะตอ้ งพจิ ารณาเลือกใชต้ ามลกั ษณะขององคป์ ระกอบหล3กั ด้าน คอื ดา้ นเทคนิคการเช่ือมดา้ น โลหะวทิ ยา และด้านเศรษฐศาสตร์ ดงั นี้ 1. ความแข็งแรงของเน้อื โลหะงานลวดเช่อื มตอ้ งมีคุณสมบตั เิ ชงิ กลสูงกว่าหรือใกล้เคยี งกับโลหะงาน 2. ส่วนผสมของโลหะงาน ลวดเชอ่ื มตอ้ งมีส่วนผสมทเ่ี หมอื นกับโลหะงาน 3. ตาแหนง่ เชอื่ มหรอื ท่าเชอื่ม ลวดแต่ละชนดิ จะกาหนดทา่ เชอื่ มไวจ้ ะตอ้ งเลือกใหเ้ หมาะสมกับทา่ เชื่อม 4. ลักษณะรอยต่อแนวเชื่อมวา่ ตอ้ งการแนวเช่อื มท่มี กี ารซมึ ลกึ มาก หรอื น้อย 5. กระแสไฟเชื่อม ลวดเช่ือมบางชนิดเหมาะสาหรับกระแสไฟตรง หรือกระแสไฟสลับอย่างเดยี ว 6. ความหนาของชนิ้ งาชนิ้นงานท่หี นาควรเลือกลวดเชอ่ื มท่มี คี วามเหนยี วสเพูง ่ือปอ้ งกนั การแตกร้าว 7. ควรจุดติดอาร์กไดง้ า่ ย และเปลวอารก์ สม่าเสมอ 8. สามารถเช่ือมท่าบังคับ ตามสภาพงานได้ดี 9. สารพอกหุ้มจะต้องยดึ เกาะกับแกนลวดดี มีความยืดหยุ่นดี ไม่แตกร่อนง่าย 10. เกิดสารพิษ แก๊ส ควนั ฝ่นุ ในปริมาณนอ้ ย 11. ให้อัตราการหลอมละลายสงู ใหเ้ น้ือเช่อื มมาก สญู เสียจากการกระเดน็ ตา่ 12. ผิวหน้ารอยเชอ่ื มดี 13. สามารถทนกระแสไฟฟา้ สูงได้ 14. สามารถแยกสแลคออกได้ง่าย 15. มคี ุณสมบัติทางกลสูงกวา่ หรอื เท่ากับโลหะงาน 16. สว่ นผสมของลวดเชื่อมจะตอ้ งเหมือนกัน และเขา้ กันได้กบั โลหะงาน 17. ไมไ่ วตอ่ สารแยกตวั ในเนอื้ เหลก็ เชน่ การเชอื่ มงานทม่ี ีความหนามาก ๆ เพอื่ ป้องกันการ แตกร้าวในขณะรอ้ น หรือแตกร้าวในกรณเี ยน็ ตัวไม่สมบรู ณ์ กระบวนการเช่อื มอารก์ โลหะดว้ ยมอื 75

22. จดุ บกพร่องทเ่ี กิดขนึ้ บ่อยในงานเช่ือมอารก์ โลหะดว้ ยมอื 22.1การเกิดเปลวอาร์กเบ่ียงเบน (Arc Blow Effect) ผลกระทบจาก เปลวอารก์ เบยี่ งเบน หรอื สามารถบางครง้ั เรียกทับศพั ทต์ ามภาษาอังกฤษไดว้ า่ “เกิดอาร์กโบล” ซง่ึ เปลวอาร์กท่ีเกดิ ข้ึนเสมือนกับตวั นากระแสไฟฟา้ ทัว่ ไป คือ จะครอบคลุมด้วยสนามแม่เหลก็ ถา้ สนามแม่เหลก็ เปลยี่ นทิศทาง เปลว อาร์กกจ็ ะเปลีย่ นทิศทางตามไปดว้ ย จงึ เรยี กวา่ เปลว อารก์ เบี่ยงเบน (Arc blow) ส่วนใหญ่ กรณีที่เกดิ เปลอวาร์กเบ่ยี งเบน(Arc blow) จะเกดิ เฉพาะในกรณกี ระแสไฟตร(งDC) Magnetic field สนามแมเ่ หล็ก ทิศทางการเกดิ สนามแมเ่ หล็กเม่ือทาการเชือ่ ม ณ ตาแหน่งทแ่ี ตกตา่ งกนั บนชิน้ งาน เมอื่ เช่อื มท่ใี กล้ช้ินงานใหญ่ ๆ หรอื มปี รมิ าตรมากจะเกิดการ เปลวอาร์กเบย่ี งเบนไปยงั บรเิ วณท่ีมีขนาดใหญห่ รือมี ปริมาตรมาก เมื่อเช่อื มใกล้แคลม้ จบั ช้ินงาน กระบวนการเชือ่ มอาร์กโลหะด้วยมอื 76

การแกไ้ ขการเกดิ เปลวอาร์กเบ่ียงเบน (Arc blow) - เอยี งมมุ ลวดเช่ือม - ตอ่ สายดินชิ้นงานทงั้ สองข้าง - ยา้ ยตาแหนง่ แคล้มจับชิ้นงาน - ทาการเชอ่ื มแตม้ หลายจดุ - ให้ความรอ้ นช้ินงาน กอ่ นการเช่ือม - ใชก้ ระแสไฟสลับ (AC ) แทน กระแสตรง (DC) 22.2 ขอ้ บกพร่องในแนวเช่อื ม สาหรบั การเช่ือมตอ่ ตัวที การกัดแหวง่ (Undercuts) เกิดจาก - กระแสไฟเชื่อมสูง - มมุ เอยี งลวดเช่ือมมากเกินไป - ระยะอาร์กหา่ ง/เปลวอารก์ ยาวไป การแกไ้ ขการกัดแหวง่ (Undercuts) - ลดกระแสไฟเชื่อมลงกวา่ กระแสไฟเชือ่ มคร้ังแรก ประมาณ 5 – 10 แอมแปร์ - ควบคมุ มมุ เอียงลวดเชอ่ื มให้เหมาะสมกบั ชัน้ แนวเชื่อมน้ัน ๆ - ควบคุมระยะอารก์ ใหใ้ กลก้ บั บริเวณทาการเชื่อม - ควบคุมความเร็วในการเช่ือมใหส้ มา่ เสมอ - ควบคมุ การหยุดทขี่ อบแนวอย่าให้ช้าหรอื เร็วเกินไป และในขณะเช่ือมชา่ งเชื่อมต้อง สังเกตและพยายามเติมเนื้อแนวเชอ่ื มให้เตม็ เสมอบรเิ วณท่ขี อบแนว กระบวนการเช่ือมอาร์กโลหะดว้ ยมอื 77

สแลคฝังใน (Slag inclusions) เกิดจาก - กระแสไฟเช่ือมตา่ - เดนิ ลวดเชื่อมเร็ว - ท่าความสะอาดไม่ดพี อในแนวเช่ือมกอ่ น การเชอื่ มทบั หนา้ - เชอ่ื มทับเศษสแลคในการเชอ่ื มหลายแนว การแก้ไขการเกิด สแลคฝงั ใน (Slag inclusions) - ปรับกระแสไฟเช่ือมใหส้ ูงชนิ้ กวา่ เดิมประมาณ 5 – 15 แอมแปร์ - ควบคมุ การเดินลวดเชื่อมใหช้ ้าลง - ทาความสะอาคเศษสแลคในแนวเชอื่ มกอ่ นการเช่ือมทบั หน้าทกุ ครง้ั และทาความ สะอาดแบบ 100 % ซึง่ ชา่ งเชื่อมต้องม่นั ใจว่าไมม่ เี ศษสแลค กอ่ นทาการเชอ่ื ม รูพรุน (Gas pores) เกดิ จาก - ผวิ ช้ินงานสกปรก (สนมิ ไขมนั วสั ดเุ คลอื บผิว) - ระยะอารก์ ห่าง - ลวดเชอ่ื มมีความชื้น โดยเฉพาะลวดเชอื่ มเบสิค (ด่าง) การแกไ้ ขการเกดิ รูพรุน (Gas pores) - ต้องทาความสะอาดผวิ ช้นิ งานทกุ ครงั้ ก่อนปฏบิ ตั กิ ารเช่อื ม โดยอาจจะใช้ แปรงลวดขัด ใชเ้ ครอ่ื งเจยี ระไน ใช้แอลกอฮอลเ์ ชด็ บริเวณผวิ ชนิ้ งานก่อนปฏิบตั ิงานเช่อื ม - ควบคมุ ระยะอารก์ ให้ใกล้กบั บริเวณทาการเชื่อม เช่นถ้าใชล้ วดเช่ือมเบสิค (ด่าง) ระยะ อารก์ ประมาณ 0.5 คูณ ขนาดเสน้ ผ่าศูนยก์ ลางของลวดเชอื่ ม - ควบคมุ ความช้ืนในลวดเชอื่ ม เชน่ ถา้ เป็นลวดเชอ่ื มเบสิค (ด่าง) ควรมกี ารอบลวด เชื่อมกอ่ นปฏิบัตกิ ารเชื่อม - ควบคุมมุมของลวดเชอื่ มอย่าให้เอียงมากจนเกนิ ไป กระบวนการเชื่อมอารก์ โลหะด้วยมอื 78

รอยรา้ วปลายแนวเช่อื ม(End craters)เกดิ จาก - ยกลวดเชอ่ื มออกจากบ่อหลอมเรว็ เกนิ ไป โดยเฉพาะขณะเชื่อมด้วยกระแสไฟเช่ือมท่สี ูง ซ่งึ เป็นจุดทท่ี า่ ให้เกิดรอยร้าวปลายแนวเชอ่ื มไดง้ า่ ย (ร้าวจากการหดตวั ) การแกไ้ ขรอยร้าวปลายแนวเช่ือม (End craters) - ควบคุมการเตมิ เนือ้ แนวเช่อื มให้เตม็ บรเิ วณปลายแนวเช่อื มโดยเมอ่ื ใกล้บรเิ วณ จุดส้นิ สุดแนวให้เดินลวดเชอื่ มถอยกลบั และเดนิ หน้าจนบริเวณปลายแนวเชื่อมเตม็ แนว หรือ - เมื่อใกลบ้ รเิ วณปลายแนวใหย้ กลวดเช่ือมออกบริเวณปลายแนวใหเ้ ปลวอารก์ ดับ แลว้ กลับมาจุดอารก์ อีกครง้ั บริเวณปลายแนว ทาสลับกันจนปลายแนวเชือ่ มเตมิ เตม็ รอยรา้ วบรเิ วณเขตรอยตอ่ (Cracks in the weld-interface region) เกิดจาก - ใช้วัสดทุ ไ่ี มเ่ หมาะกับการเช่ือม - หลงั การเชอื่ มใหช้ นิ้ งานเย็นตวั เร็วเกนิ ไป (เหมอื นการอบชบุ โลหะ) การแก้ไขรอยรา้ วบรเิ วณเขตรอยต่อ (Cracks in the weld-interface region) - เปลีย่ นช้ินงานเชื่อม - ช้นิ งานหลังจากการเช่ือมแลว้ ปลอ่ ยให้ช้นิ งานเช่อื มเยน็ ตวั อย่างชา้ ๆ กระบวนการเช่อื มอาร์กโลหะด้วยมือ 79

ขอ้ บกพร่องแนวราก (Root defects)เกดิ จาก - การเตรยี มชิ้นงานไม่ดี ประกอบชิน้ งานหา่ ง - การแทรกซึมของสแลคเขา้ ไปในระหว่ าง ชอ่ งวา่ งช้ินงานท่หี า่ งมาก การแก้ไขขอ้ บกพรอ่ งแนวราก (Root defects) - ควบคุมการเตรยี มงานถา้ เป็นช้ินงานต่อตัวที ต้องใหช้ นิ้ งานแนบสนิทอยา่ ให้มชี อ่ งว่าง ระหว่างช้นิ งานสองชิ้นเดด็ ขาด 23. องค์ประกอบท่สี าคัญในการเช่ือม 1. เลือกชนดิ ลวดเชื่อม ชนิดกระแสไฟเชอื่ ม (กระแสตรง(DC) กระแสสลับ(AC)) เลือกปรับ แรงดนั ไดถ้ กู ต้อง 2. ปรับระยะอาร์ก มุมลวดเชื่อม ที่ถูกต้อง 3. ใช้เทคนิคการส่ายลวดเชอื่ มท่ีถูกต้อง 4. จดั ตาแหนง่ ทา่ เช่ือม ในกรณีเช่อื มท่าตั้ง ท่าขนานนอน ช้นิ งานควรวางอยปู่ ระมาณระหว่าง หน้าอกกบั ทอ้ ง ของชา่ งเช่ือม จัดตาแหน่งทา่ เชื่ อมของชา่ งเชือ่ มเอง พยายามจดั ท่าให้ผอ่ น คลายมากที่สดุ และสวมอปุ กรณ์ปอ้ งกนั รา่ งกายเช่น เอย๊ี ม ถุงมือ ปอกแขน สลบั เท้า ใหพ้ ร้อม 5. กาลังภายในของชา่ งเชอ่ื ม คอื ชา่ งเชือ่ มพรอ้ มทีจ่ ะทางานเชอื่ ม มพี ละกาลงั ในการทางานเพราะ งานเช่ือมเปน็ งานเชอื่ มที่คอ่ นขา้ งหนกั และ รอ้ น ซ่งึ ชา่ งเชอ่ื มตอ้ งพรอ้ มท่จี ะปฏบิ ัติงานเชือ่ ม 6. สมาธิ ทีด่ ี จากองคป์ ระกอบที่กลา่ วมาขา้ งตน้ เช่อื ได้ว่าเมอื่ ช่างเชอ่ื มปฏบิ ัติครบทุกหัวขอ้ ทีถ่ ูกต้อง แลว้ ส่งผล ให้ช่างเช่อื มสามารถพฒั นาทักษะด้านงานเชื่อมเพิ่มขึ้น และเม่ือมที ักษะเพ่ิมมากขึ้น จะเกิดความชานาญ มากขน้ึ ตามไปด้วย ซงึ่ จะทาให้ได้ คุณภาพของแนวเชอ่ื มรวมท้งั การปฏิบตั ิงานเช่ือมมีประสทิ ธิภาพสงู สดุ ทาให้เกิดการจ้างงานมากข้นึ คา่ แรงช่างเช่อื มเพิม่ ข้ึน กระบวนการเชื่อมอารก์ โลหะดว้ ยมือ 80

เอกสารอา้ งองิ 1. WELDING MASTER, GUIDE TO WELDING SLV MANNHEIM., GERMAN 2. OVTA, WELDING TEXTBOOK OVERSEAS VOCATIONAL TRAINING ASSOCIATION., JAPAN 3. เชิดเชลง ชิตชวนกจิ และคณะวศิ วกรรมการเชอ่ื มกรุงเทพมหานคร : พมิ พ์ทสี่ มาคมสง่ เสริมความรดู้ ้าน เทคนคิ ระหว่างประเทศ 4. สมบูรณ์ เต็งหงษ์เจรญิ ลวดเชื่อม : สานกั พมิ พ์ ศูนยส์ ่งเสรมิ วิชาการ 5. สุชาติ กิจพทิ ักษ์ งานเช่อื มโลหะเบอ้ื งตน้ : พมิ พ์ที่ เมด็ ทรายพริ้นติ้ง 6. เอกสารประกอบการฝกึ เตรียมเขา้ ทางาน งานเชื่อมและโลหะแผน่ กรมพฒั นาฝมี ือแรงงาน กระบวนการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยมอื 81