หน่วย 2 กระบวนการเชื่อมไฟฟ้าด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์

กระบวนการเช่ือมไฟฟ้ า ดว้ ยลวดเชื่อมหมุ้ ฟลกั ์ งานเชื่อมและโลหะแผน่ เบ้ืองตน้ (20100-1004) อาจารยผสู้ อน วรญั ญา ช่ืนเมอื ง

กระบวนการเช่ือมไฟฟ้ าดว้ ยลวดเชื่อมหมุ้ ฟลกั ์ การอารก (Arc) หมายถึง การท่ีกระแสไฟฟ้ าไหลไปมา ระหว่างข้ัวบวกกับข้ัวลบ เกิดประจไุ ฟฟ้ าบวก (Anode) ท่ีขวั้ บวกและเกดิ ประจไุ ฟฟ้ าลบที่ขว้ั ลบ (Cathode) อิเลก็ ตรอน ท่ีขวั้ ทงั้ สองพยายามรกั ษาสมดลุ

Shielded Metal Arc Welding (SMAW) ห ม า ย ถึ ง ก า ร เ ช่ื อ ม ที่ เ กิ ด จ า ก ก า ร อ า ร ก ร ะ ห ว่ า ง ช้ิ น ง า น แ ล ะ ล ว ด เ ชื่ อ ม ์่ึงมีแกนกลางเป็ นเสน้ ลวดโลหะขนาดตรง หมุ้ ดว้ ยสารพอกหมุ้ (Flux)

เม่ือฟลกั ์เย็นตัวจะกลายเป็ นสแลก (Slag) ปกคลมุ แนวเช่ือม พรอ้ มทง้ั ชว่ ยลดอตั ราการเยน็ ตวั ของรอยเช่ือม

วงจรพ้ืนฐานของการเชื่อมอารกลวดหมุ้ ฟลกั ์

เครอื่ งเช่ือมไฟฟ้ า การเช่ือมอารก ลวดหมุ้ ฟลกั ์ เป็ นการเช่ือม ดว้ ยไฟฟ้ าท่ี อาศยั เครื่องเชื่อมเป็ นตน้ กาลงั ในการ ผลิตกระแสเชื่อม โดยเคร่อื งเช่ือมน้ีจะทาหนา้ ท่ีจ่าย กระแส ไฟจากสายเช่ือมแลว้ ไหลต่อไปยงั ลวดเชื่อม และช้ินงานเพ่ือให้เกิด การอารกข้ึนขณะเชื่อม เคร่ืองมือและอปุ กรณเบ้ืองต้นในการเชื่อมอาร กลวดหมุ้ ฟลกั ์

01 กระแสไฟเช่ือมชนิดกระแสสลบั เป็ นกระแสไฟท่ีมีทิศทางการเคลือ่ นท่ี สลบั กนั เป็ นคล่ืน (wave) โดย ใน 1 ไ์เคิล จะมีกระแสผ่านคล่ืนบวก 1 ครง้ั และผ่านคลื่นลบ 1 ครง้ั มีการเปลี่ยนขวั้ 100 ครงั้ ต่อวินาที (50 ไ์เคิล)

02 กระแสไฟเช่ือมชนิดกระแสตรง เป็ นกระแสท่ีมีอิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีในทิศทางตามยาวของตัวนาไป ทิศทางเดียวกนั เท่านั้น กระแสไฟฟ้ าตรงจะไหลจากขวั้ หน่ึงไป ตลอด โดยไมม่ ีการเปลี่ยนแปลงขว้ั

การต่อขว้ั เครอ่ื งเช่ือมไฟฟ้ า

กระแสตรงต่อขวั้ ตรง สายเช่ือมท่ีต่อกบั ลวดเช่ือมจะต่อ กบั ข้ัวลบของเคร่ืองเช่ือม และ สายเชื่อมที่ต่อกบั ช้ินงานจะต่อ เขา้ กบั ข้ัวบวกของเคร่ืองเช่ือม อิเล็กตรอนจะเคล่อื นที่จากขว้ั ลบ ไปหาขวั้ บวก

กระแสตรงต่อขว้ั ตรง ดังนั้น อิเล็กตรอน จึงว่ิงผ่าน ลวดเช่ือมไปส่ชู ้ินงาน ความรอ้ น 30% อย่ทู ่ีลวดเช่ือม ความรอ้ น อีก 70% จึงอย่ทู ่ีช้ินงาน ทาให้ การละลายของช้ินงานสงู การ เช่ือมท่ีตอ้ งการ์ึมลกึ สงู

กระแสตรงต่อกลบั ขว้ั จะต่อกลบั ขวั้ จากเดิม ลวดเช่ือม เป็ นขั้วบวก ช้ินงานเป็ นข้ัวลบ ดัง น้ัน อิ เ ล็ ก ต ร อ น จ ะ ว่ิ ง จ า ก ช้ินงานที่เป็ นข้ัวลบไปหาลวด เช่ือมท่ีเป็ นขวั้ บวก

กระแสตรงต่อกลบั ขวั้ ความรอ้ นจึงตกอย่กู บั ลวดเช่ือม 70% เพียง 30% เท่าน้ันอย่ทู ี่ ช้ินงาน ทาใหแ้ นวเชื่อมมีการ์ึม ลึกเล็กนอ้ ย เหมาะกบั งานเชื่อม กบั โลหะบาง

กระแสสลบั สายเช่ือมที่ต่อกบั ลวดเช่ือมจะ เ ป็ น ทั้ง ข้ัว บ ว ก แ ล ะ ล บ แ ล ะ ช้ินงานยงั เป็ นทงั้ ขวั้ ลบและบวก อิเล็กตรอนจะว่ิงจากช้ินงานเขา้ หาลวดเชื่อม และจากลวดเชื่อม เขา้ หาช้ินงาน

เปรยี บเทียบการหลอมละลายของแต่ละกระแส

ประสทิ ธิภาพของเครอ่ื งเช่ือม

ประสทิ ธิภาพของเครอื่ งเช่ือม ประสิทธิภาพของเครื่องเช่ือม หมายถึง ความสามารถของ เครอื่ งเชื่อม โดยเทียบอตั ราสว่ น ร ะ ห ว่ า ง เ ว ล า ท่ี เ ชื่ อ ม ต่ อ เ ว ล า ทง้ั หมด ์่ึงเวลาทง้ั หมดจะเทียบ จาก 10 นาที

ประสทิ ธิภาพของเครอื่ งเช่ือม เช่น เครื่องเช่ือมท่ีมีประสิทธิภาพของเครื่องเชื่อม 60% หมายถึง เคร่ืองเช่ือมเครื่องน้ีสามารถเชื่อมติดต่อกันนาน 6 นาที แลว้ หยดุ พกั 4 นาที ถา้ เช่ือมติดต่อกนั เกิน 6 นาที โดย ไมห่ ยดุ พกั เครอ่ื งเกิดความเสยี หายได้

ประสทิ ธิภาพของเครอื่ งเช่ือม แต่ถา้ เป็ นเคร่ืองเชื่อมแบบอตั โนมตั ิ ความสามารถในการเชื่อม ของเครื่องเช่ือมเป็ น 100% คือ สามารถเช่ือมโดยไม่ตอ้ งหยดุ พกั เชื่อมต่อเนื่องตลอดเวลาได้

ลกั ษณะท่าเช่ือม (Welding Position) ลกั ษณะท่าเช่ือมจะมี 2 ลกั ษณะ คือ ท่าของผเู้ ชื่อมและท่าการวาง ช้ินงาน เช่น งานแผ่น งานตัวที และงานท่อ ์่ึงมีความสัมพันธ กนั โดยมีลกั ษณะท่าเช่ือม 4 ท่า เช่ือม ดงั น้ี

ท่าราบ (Flat position) สามารถควบคมุ การเช่ือมได้ สะดวกท่ีสดุ ช้ินงานจะวาง ราบกับพ้ืน (สาหรับงานที่ เป็ นแผน่ ) แต่ถา้ เป็ นรอยต่อที่ จะวางช้ินงานหงายรอยต่อ โดยผเู้ ช่ือมจะเติมลวดเชื่อม ดา้ นบนของรอยต่อ

ท่าขนานนอน, ท่าระดบั (Horizontal Position) แนวเช่ือมอย่ดู ้านข้างของ ช้ินงาน ช้ินงานจะวางตง้ั โดย รอยต่อจะยาวขนานกบั พ้ืน (สาหรบั งานท่ีเป็ นแผ่น) แต่ ถ้ารอยต่อเป็ นตัวที่จะวาง ช้ินงานตวั ทีราบกบั พ้ืน

ท่าตง้ั (Vertical Position) แนวเช่ือมอยดู่ า้ นขา้ งช้ินงาน และจะตงั้ ฉากกบั พ้ืนท่าเชื่อม แ บ่ ง ก า ร เ ช่ื อ ม อ อ ก ไ ด้ 2 ลกั ษณะ คือ การเชื่อมจาก ด้า น ล่ า ง ข อ ง ร อ ย ต่ อ ข้ึ น ด ้า น บ น แ ล ะ ก า ร เ ช่ื อ ม จ า ก ดา้ นบนลงสดู่ า้ นลา่ ง

ท่าเหนือศีรษะ (Overhead Position) แนวเชื่อมอย่ดู ้านล่างของ ร อ ย ต่ อ หั ว เ ช่ื อ ม จ ะ อ ยู่ ด้านล่างช้ินงาน น้าโลหะท่ี หลอมละลายจะไหลยอ้ ยลง มา ถือเป็ นท่าเชื่อมที่ยาก มากท่ีสดุ

ลกั ษณะรอยต่อในงานเชื่อมไฟฟ้ า (Type of Joint)

ต่อชน (Butt joint) เป็ นการนาขอบของช้ินงาน สองช้ินมาชนกนั โดยผิวของ ช้ินงานท้งสองอย่ใู นระนาบ เดียวกนั

ต่อเกย (Lab joint) เป็ นการนาช้ินงานสองช้ิน ว า ง ์้อ น กัน ห รื อ เ ก ย กัน ร อ ย ต่ อ แ บ บ น้ ี ใ ช ้แ น ว เ ช่ื อ ม ฟิ ลเล็ท (Fillet)

ต่อขอบ (Edge joint) เป็ นการนาขอบของช้ินงาน สองช้ินมาชนกนั ในลกั ษณะ ผิ ว ข อ ง ช้ ิ น ง า น ท้ ง ส อ ง ม า ทาบกนั แนบชิดกนั ขนานกนั ตลอดแนว

ต่อมมุ (Corner joint) เป็ นการนาขอบของช้ินงาน สองช้ินมาชนกนั โดยผิวของ ช้ิ น ง า น ท้ง ส อ ง ท า มุม กัน ประมาณ 90 องศา

ต่อตวั ที (T-joint) เป็ นการนาขอบของช้ินงาน ช้ินหนึ่งตั้งบนผิวงานอีกช้ิน ในลกั ษณะรปู ตวั ที ์่ึงจะบาก ขอบงานหรอื ไม่ก็ไดข้ ้ึนอยกู่ บั ความหนา