การอ่าน WPS และ PQR

ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 123วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 1

กอนท่ีจะเริ่มในงานเช่ือมใด ๆ ก็ตามจะตองมีการ กาํ หนดขอ มลู ทเ่ี กย่ี วขอ งกบั การเชอ่ื มเสยี กอ น เชน 1 วัสดุที่นาํ มาเชอ่ื มใหต ดิ กนั 2 ลวดเช่ือมที่จะใชเปนลวดเชื่อมใด มีคุณสมบัติเปน อยางไรบาง 3 การกําหนดกระบวนการหรือวิธกี ารเชอื่ ม 4 จะทราบไดอยางไรวาเม่ือทําการเช่ือมไปแลวจะ สามารถใชงานไดจริง 5 ชางเชื่อมคนใดท่ีมีฝมือ และสมควรท่ีจะเชื่อม ในงานนั้น ๆ ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 124วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 2

“Welding Procedure Specification (WPS) คือ ขอกําหนดที่ผูออกแบบงานเช่ือมไดเปนผูกําหนดข้ึน เพื่อเปน แนวทางในการปฏิบัติงานเช่ือมแกชางเช่ือม และผูทําหนาท่ี ควบคุมงานเชื่อมปฏิบัติตาม “ส่ิงที่ผูออกแบบกําหนดลงใน WPS เรียกวา ตัวแปร (Variables) ตามมาตรฐาน ASME SEC.IX ไดแบงตัวแปร ออกเปน 3 ประการ คือ 1 ตวั แปรทส่ี ําคัญ (Essential Variables) 2 ตวั แปรทส่ี ําคญั เพม่ิ เตมิ (Supplementary Essential Variables) 3 ตวั แปรทไ่ี มส าํ คัญ (Non-Essential Varibles) ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 125วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 3

1. กระบวนการเชอ่ื ม (Welding Process) ตารางที่ 9.2 แสดงกระบวนการเชื่อมตามมาตรฐาน กระบวนการเชอ่ื ม วธิ กี ารเชอ่ื ม 1. Shield Metal Arc Welding (SMAW) เปนการเชื่อมดวยลวดเชื่อมโดยการ 2. Submerged Arc Welding (SAW) เชอ่ื มดว ยมอื 3. Gas Metal Arc Welding (GMAW) เช่ือมใตฟลักซ ทั้งก่ึงอัตโนมัติและ 4. Flux Cored Arc Welding (FCAW) อัตโนมัติ 5. Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) เช่ือมแบบแกสปกคลุม ทั้งอัตโนมัติ และก่งึ อัตโนมัติ 6. Oxyfuel Gas Welding (OFW) เช่ือมดวยลวดเช่ือมที่มีฟลักซอ ยูใน 7. Plasma Arc Welding (PAW) ไส ทั้งอัตโนมัติและกึ่งอัตโนมัติ เชอื่ มโดยใชลวดทังสเตนเปนตัวอารก 8. Electroslag Welding (ESW) ใหเ กดิ ความรอ น และใชแกสปกคลุม เชอ่ื มดว ยมอื 9. Electrogas Welding (EGW) เชื่อมโดยใชความรอ นจากการเผาไหม 10. Electron Beam Welding (EBW) ของแกส เช่ือมดว ยมือ 11. Stud Welding (SW) เช่ือมดวยการอารกของลําพลาสมา แลวใหความรอนขณะทําการเช่ือม มที งั้ เชื่อมดวยมือและแบบอัตโนมัติ เชื่อมโดยไดรับความรอนจากการ หลอมละลายของสแลก (Slag) เชอื่ มแบบอัตโนมัติ ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 126วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 4

2. รอยตอ (Joint) “ลักษณะท่ีช้ินงาน 2 ช้ินมาตอกัน เชน รอยตอชน รอยตอมุม รอยตอรูปตัวที เปนตน ลักษณะการตอแตละชนดิ อาจจะมีทั้งแบบบากเปนรองเพ่ือใหเกิดการหลอมละลาย เขากันไดดีมากข้ึน เพ่ือเพ่ิมความแข็งแรงใหกับแนวเชื่อม การบากเปนรองยังแบงเปนหลายลักษณะ เชน เปนรูปตัวยู (U) เปนรูปตัววี (V) รวมไปถึงมุมรวมของรอยตอ (Bevel Angle) ระยะหางของช้ินงาน ควรแสดงใหเห็นได ชัดเจนวาเปนการเชื่อมดานเดียวหรือทั้งสองดาน “ในการออกแบบรอยตอในงานเช่ือมที่จะกําหนดใน WPS ควรเขียนรูปและขนาดตาง ๆ ลงในแบบใหชัดเจน เพ่อื ใหผปู ฏิบัตงิ านเขา ใจงา ย ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 127วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 5

ตัวอยางรอยตอดังแสดงในรูปที่ 9.1 รปู ท่ี 9.1 แสดงรอยตอที่กาํ หนดใน WPS 3. ชน้ิ งาน (Base Metal) “ตองระบุชนิดของวัสดุท่ีจะนํามาเชื่อมตามมาตรฐาน ASME โดยระบุ Specification Number, P-Number และ Group Number และระบุชองความหนาของชิ้นงานในกรณีที่ชิ้นงาน เปนทอ ใหบอกขนาดของทอ หากวิธีในกระบวนการเช่ือม ใชวัสดุชนิดท่ีนอกเหนือไปจากมาตรฐาน ASME ตองระบุ หมายเลขแสดงของวสั ดนุ น้ั ๆ ดว ย ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 128วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 6

ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 129วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 7

4. โลหะเติม (Filler Metal) “โลหะเติม หมายถึง โลหะท่ีใชเติมลงในรอยตอของ ชิ้นงาน 2 ชิ้น ท่ีจะเช่ือมติดกัน ในกรณีท่ีเช่ือมโลหะบาง ๆ แลวใชกระบวนการเช่ือมดวยแกสหรือเช่ือมทิก อาจไมตอง ใชโ ลหะเตมิ กไ็ ด “โลหะเติมถูกแบงเปนชนิดตาง ๆ เชนเดียวกันกับ โลหะช้ินงาน โดย ASME ไดแบงโลหะเติมออกเปนกลุม ๆ เรียกวา F-Number ซ่ึงนอกจากจะแบงตามชนิดของโลหะแลว ยังแบงตามชนิดของฟลักซอีกดวย ซ่ึงสามารถเปรียบเทียบ มาตรฐาน ASME ซึ่งแบงตาม SFA และมาตรฐานของ AWS ได ดงั แสดงในตารางท่ี 9.4 ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 130วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 8

QW-432 F-NUMBERS Grouping of Electrodes and Welding Rods for Qualification QW F-No. ASME Specification No. AWS Classification No. 432.1 1 Steel and Steel Alloys EXX 20, EXX 24, EXX 27, EXX 28 2 SFA-5.1 & 5.5 EXX 12, EXX 13, EXX 14 432.2 3 SFA-5.1 & 5.5 EXX 10, EXX 11 432.3 4 SFA-5.1 & 5.5 EXX 15, EXX 16, EXX 18, EXX 48 4 SFA-5.1 & 5.5 EXX 15, EXX 16 5 SFA-5.4 other than austenitic EXX 15, EXX 16 6 SFA-5.4 (austenitic) RX 6 SFA-5.2 FXX-EXX 6 SFA-5.17 ERXX 6 SFA-5.9 ERXXS-X 6 SFA-5.18 EXXT-X 6 SFA-5.20 EXXXT-X 6 SFA-5.22 FXX-EXXX-X, FXX-ECXXX-X, and SFA-5.23 6 FXX-EXXX-Xn, FXX-ECXXX-XN 6 SFA-5.25 FESXX-EXXXXX-EW 6 SFA-5.26 EGXXTXXX 6 SFA-5.28 ER-XXX-X and E-XXX-X 6 SFA-5.29 EXXTX-X SFA-5.30 IN XXXX 21 22 Aluminum and Aluminum-Base Alloys ER 1100 SFA-5.10 ER 5554, ER 5356, ER 5556, 23 SFA-5.10 24 ER 5183, ER 5654 SFA-5.10 ER 4043, ER 4047, ER 4145 31 SFA-5.10 R-SC 51A, R 356.0 31 31 Copper and Copper-Base Alloys ECu SFA-5.6 ER Cu SFA-5.7 ER Cu SFA-5.27 ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 131วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 9

5. ทา เชอ่ื ม (Position) ตองมีการกําหนดทาเช่ือมทุกทาที่จะทําการเชื่อม เชน ถาตองการทํ าการเชื่อมในทาต้ังตองระบุดวยวาเช่ือมข้ึน (Uphill) หรือเชื่อมลง (Downhill) โดยระบุในทุกช้ันของ การเชื่อม การระบุทาเช่ือมเพียงทาเดียวตอเอกสาร วิธีใน กระบวนการเชื่อม สําหรับทาเชื่อมในมาตรฐานนี้ ดงั แสดงใน รูปท่ี 9.2-9.5 รปู ท่ี 9.2 แสดงตําแหนงทาเชื่อมชิ้นงานแผนตอชนบากหนางาน ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 132วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 10

รปู ท่ี 9.3 แสดงตําแหนงทาเชื่อมชิ้นงานทอตอชนบากหนางาน รปู ท่ี 9.4 แสดงตําแหนงทาเชื่อมชิ้นงานตอรูปตัวที ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 133วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 11

รปู ท่ี 9.5 แสดงตาํ แหนงทาเชื่อมชิ้นงานทอตอกับแผนงาน ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 134วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 12

6. การอนุ ชน้ิ งาน (Preheat) “การอุนชิ้นงาน หมายถึง การใหค วามรอนกับโลหะ ชิ้นงานท่ีจะเชื่อมใหมีอุณหภูมิสูงขึ้น โดยปกติจะทําเมื่อโลหะ นั้นมีคุณสมบัติในการเชื่อมไมดี ไวตอการแตกราว หรือโลหะ ท่ีมีความหนามาก อุณหภูมิในการอุนชิ้นงานจะกําหนดใหมี อุณหภูมิที่ผิวของช้ินงานหางแนวเชื่อมประมาณ 2-3 น้ิว เม่ือกอนการเช่ือมหลังจากการเชื่อม และกอนท่ีจะเชื่อมใน แนวเชอ่ื มถดั ไป (Interpass) 7. กระบวนการทางความรอนหลังการเชื่อม (Post Weld Heat Treatment) “หมายถึง การใหค วามรอนดวยวิธีการตาง ๆ ใหกับ แนวเชื่อมหลังจากการเชื่อม มักจะเขียนยอ ๆ วา PWHT ซ่ึงมี วัตถุประสงคเพ่ือชวยลดความเคนภายในของแนวเชื่อม โดย การทํา PWHT ตอ งกาํ หนดขอมูลตา ง ๆ ดงั น้ี 1 อณุ หภมู ทิ จ่ี ะทําการอบชิ้นงาน 2 ชวงเวลาทจ่ี ะรักษาอณุ หภูมใิ นการอบ 3 อตั ราการเพม่ิ และลดอณุ หภมู ิ 4 การทํา PWHT หลังจากเชื่อมเสร็จทันที หรือภายในเวลาเทาใด 5 วธิ กี ารทํา PWHT และการควบคุมอุณหภูมิ ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 135วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 13

8. แกส (Gas) “แกสในที่นี้หมายถึงแกสที่ใชเพื่อใหความรอนใน กระบวนการเชื่อมแบบ Oxyfuel Gas Welding รวมถึง แกสเฉื่อยที่ใชสําหรบั กระบวนการเชอ่ื มแบบมกิ กระบวนการ เชื่อมทิก กระบวนการเชื่อมพลาสมา “สําหรับขอมูลเกี่ยวกับแกสท่ีตองมีการกําหนดลงใน WPS มีดังนี้ 1 ชนดิ ของแกส ทใ่ี ช 2 อัตราสว นผสม 3 อัตราการไหล 4 ใชแกสรองหลัง 9. คณุ ลกั ษณะทางไฟฟา (Electical Characteristics) “คุณลักษณะทางไฟฟา หมายถึง สภาพทางไฟฟาของ การเชื่อม ซ่ึงสวนใหญจะเปนกระบวนการเชื่อมโดยใช ความรอนจากการอารกของกระแสไฟฟา ปริมาณของ ความรอนจะมีผลกระทบโดยตรงกับคุณสมบัติของโลหะ ที่ตองการทดสอบหาคาความเหนียว ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 136วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 14

“สําหรับขอมูลที่ตองการในเรื่องของสภาพคุณลักษณะ ทางไฟฟา มดี งั น้ี 1 ชนดิ ของขว้ั ไฟฟา (DCEN, DCEP หรอื AC) 2 ปริมาณกระแสไฟฟาที่ใช 3 แรงเคลอ่ื นไฟฟา 4 อตั ราการปอ นลวดเชอ่ื ม 5 ความเรว็ ในการเชอ่ื ม 6 ขนาดของแทง ทงั สเตน 10. เทคนคิ (Technique) “เทคนิคเปนตัวแปรยอย ๆ ซ่ึงยากแกการจัดรวม อยูในตัวแปรใหญ ๆ ได สวนมากตัวแปรในเร่ืองเทคนิคนี้ จะขึ้นอยูกับกระบวนการเช่ือมในแตละกระบวน และ สวนใหญจะเปนตัวแปรที่ไมสําคัญ วิธีการทําความสะอาด วิธีการกําจัดขอบกพรอง วิธีการเซาะรองดานหลัง การพีนน่ิง ตัวอยา งตามแบบฟอรม ลขิ สทิ ธิ์เปนของบริษัท สาํ นกั พมิ พเ อมพนั ธ จาํ กัด 137วชิ า งานเชอ่ื มโลหะ 2 บทที่ 9 แผนที่ 15