ครั้งที่-3 หลักการเชื่อม Flux Core Wire

หน่วยท่ี 1 หลักการเช่ือม หลักการเช่ือม Flux Core Wire

1 ใบเน้ือหา รหสั วิชา 2103-2006 วชิ างานเช่ือมอารก์ โลหะแก๊สคลุม1 สอนคร้ังที่ 3 ชื่อหน่วย หลกั การเชอ่ื ม เวลา 1 ชั่วโมง ช่ือเรอื่ ง หลักการเช่ือม Flux Core Wire 1.3 หลกั การเช่ือม Flux Core Wire 1.3.1 ความหมายของการเชอ่ื ม Flux Core Wire การเชื่อมอาร์กลวดเชื่อมไส้ฟลักซ์ (Flux Cored Arc Welding : FCAW) หรือที่เรียกว่า การเชื่อม Flux Core Wire เป็นกระบวนการเชื่อมอาร์กที่เกิดขึ้นระหว่างลวดเชื่อมกับช้ินงาน ลวดเชื่อมจะถูกป้อนสู่อาร์กอย่างต่อเน่ืองแก๊สคลุมบริเวณอาร์กได้จากฟลักซ์ที่บรรจุอยู่ภายใน ลวดเชื่อม กระบวนการเช่อื มนี้อาจใชห้ รอื ไมใ่ ช้แกส๊ คลมุ จากภายนอก การเช่ือม Flux Core Wire เป็นการเชื่อมเดียวกันกับการเช่ือมอาร์กโลหะแก๊สคลุม ต่างกันที่ลวดเช่ือมเท่านั้น การเช่ือม Flux Core Wire แบ่งออกเป็นแบบใช้แก๊สคลุมจากภายนอก และใช้แก๊สคลมุ ท่ีเกิดจากฟลักซท์ บ่ี รรจุอยู่ภายในลวดเชอื่ ม (Self-Shielded) 1.3.2 หลกั การเชอ่ื ม การเช่ือม Flux Core Wire ได้รับความร้อนจากการอาร์กระหว่างลวดเช่ือมกับชิ้นงาน โลหะลวดเช่ือมหลอมเหลวจะถูกส่งผ่านอาร์กสู่ชิ้นงานกลายเป็นแนวเช่ือม แก๊สคลุมได้จากการหลอม ละลายของ ฟลักซ์ภายในลวดเชื่อม ซึ่งฟลักซ์ไม่เพียงแต่จะให้แก๊สคลุมเท่าน้ัน ยังทาหน้าท่ีกาจัด ออกซิเจน (Deoxidizer) แตกตัวเป็นอิออน (Ionizer) ทาให้เกิดความบริสุทธ์ิและเติมธาตุผสมอีกด้วย ส่วนแก๊สคลุมเพิ่มเติมจากภายนอกน้ันจะส่งผ่านไปยังนอซเซิลของหัวเช่ือมเพ่ือคลุมบริเวณอาร์ก ฟลักซ์ภายในลวดเช่ือมเมื่อหลอมละลายแล้วจะลอยตัวคลุมเน้ือโลหะแนวเช่ือม ลวดเชื่อมจะถูกป้อน ออกจากมว้ นลวดเชือ่ มด้วยระบบอัตโนมัติ การเชือ่ มสามารถทาไดท้ ั้งด้วยมือท่ีเรียกว่าแบบก่ึงอัตโนมัติ และใช้เครอื่ งอตั โนมัติ รปู ท่ี 1.24 วงจรการเชอ่ื ม Flux Core Wire

2 การเชือ่ ม Flux Core Wire จะมวี ธิ ีการแตกต่างกนั อยู่ 2 รูปแบบในการได้มาของแก๊สคลุม บรเิ วณอาร์ก 1.3.2.1 การสรา้ งแก๊สคลมุ ข้ึนเอง (Self-Shielded) แก๊สคลุมที่เกิดขึ้น ได้จากการหลอมไหม้ของฟลักซ์กลายเป็นไอระเหย หรือเป็นควัน ทาหน้าทเี่ ข้าไปแทนทอ่ี ากาศบริเวณรอบๆ บรเิ วณอารก์ และจากการหลอมละลายของฟลักซ์ส่วนหน่ึง ท่มี ิได้ไหม้ไฟ กจ็ ะทาหนา้ ท่ีคลุมบ่อหลอมละลายและหยดนา้ โลหะในขณะท่ีทาการเช่ือม แก๊สปกป้องท่ี เกดิ ข้ึนได้จากการทาปฏิกริ ยิ าของสารทผี่ สมของฟลกั ซ์เกิดออกซไิ ดซเ์ ป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ คลุม อยู่บนผิวของบ่อหลอมละลายของน้าโลหะ ลักษณะดังกล่าวแล้วเป็นการอธิบายให้เห็นภาพชัดเจนว่า กรรมวิธีการเกิดแก๊สปกป้องข้ึนเอง (Self-Shield) เป็นกรรมวิธีหน่ึงท่ีสามารถเลือกใช้ให้เหมาะสมกับ สถานที่ เชน่ ในภาคสนาม หรือสถานที่มลี มแรง ดงั แสดงรูปท่ี 1.18 รูปที่ 1.25 การเชื่อม Flux Core Wire แบบสร้างแกส๊ คลมุ ขึ้นเอง 1.3.2.2 การใช้แกส๊ คลมุ จากภายนอก (Gas Shielded) การเช่ือมท่ีใช้แก๊ส คลุมจากภายนอก แก๊ส ที่นามาใช้ ส่ว นใหญ่จะเป็นแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ (หรือแก๊สผสมระหว่างอาร์กอนกับคาร์บอนไดออกไซด์ท่ีเป็นที่นิยมใช้กัน แก๊ส คลุมจะทาหน้าท่ีป้องกันน้าโลหะท่ีกาลังหลอมเหลว ไม่ให้ออกซิเจนและไนโตรเจนที่อยู่ภายในอากาศ เข้ามาร่วมทาปฏิกิริยาบริเวณอาร์ก เช่นเดียวกับการเช่ือมอาร์กโลหะแก๊สคลุม แต่เนื่องจากเป็นลวด เชอื่ ม Flux Core Wire แก๊สคลมุ จงึ ได้มาจากไส้ฟลกั ซด์ ว้ ย ความพิเศษของลวดเชื่อมที่สร้างแก๊สคลุมข้ึนได้เองก็คือ สามารถปล่อยให้ระยะยื่นของ ลวดเชื่อมออกมาได้ยาวกว่าปกติ ระยะ Tip-To-Work ที่ใช้กันอยู่ท่ัวไป ยาว 15-25 มม. แต่ทั้งนี้ก็จะ ขนึ้ อยู่กบั ลกั ษณะของงาน การท่ีจะเลือกใช้แก๊สคลุมที่สร้างข้ึนเอง (Self-Shielded) หรือแก๊สคลุมจากภายนอก (Gas Shielded) จะแตกต่างกันไปตามชนิดของลวดเชื่อม ในส่วนของสมบัติทางกลจะข้ึนอยู่กับ

3 ขอ้ กาหนดของรอยต่อเชื่อม และการออกแบบของรอยต่อโดยท่ัวไปแล้ว วิธีแบบสร้างแก๊สคลุมข้ึนเอง จะนิยมนาไปใช้แทนที่กระบวนการเช่ือมไฟฟ้าด้วยมือ แต่ถ้าเป็นกรรมวิธีแบบใช้แก๊สคลุมภายนอก สามารถนาไปใช้แทนที่การเชอื่ ม Flux Core Wire ไดใ้ นบางโอกาส สาหรับข้อดีข้อเสียของการเช่ือมนี้ สามารถนามาเปรียบเทียบกันได้ แต่ก็ต้องเปรียบเทียบกับกระบวนการเช่ือมนั้นๆ ท่ีต้องการ ประเมินผลประโยชนท์ ี่จะได้รับกค็ อื การให้ผลผลิตสงู กวา่ และราคาต้นทนุ ตา่ กวา่ รูปที่ 1.26 การเชอื่ ม Flux Core Wire แบบแกส๊ คลมุ จากภายนอก 1.3.3 ข้อดแี ละขอ้ จากดั 1.3.3.1 ข้อดี การเชื่อม Flux Core Wire มีข้อได้เปรียบหลายอย่างเมื่อเปรียบเทียบกับ การเชื่อมอืน่ ๆ ดังน้ี 1) ให้คุณภาพเนอื้ โลหะเชอ่ื มไดส้ ูง 2) ใหผ้ วิ หนา้ เกลด็ เชือ่ มทเ่ี รียบสมา่ เสมอเป็นพเิ ศษ 3) ให้รปู ทรงดีเยี่ยมในการเชือ่ มรอยตอ่ ฟิลเล็ท ตาแหนง่ ทา่ ระดับ (Horizontal) 4) สามารถเช่ือมไดด้ กี บั เหล็กกล้าหลายชนิดทข่ี นาดความหนามากๆ 5) ให้อตั ราการเติมลวดสูง ใหค้ วามเขม้ ของกระแสเชอื่ มสูง 6) มปี ระสิทธิภาพในการหลอมลวดเชอ่ื มคอ่ นข้างสูง 7) ประหยัดในดา้ นการออกแบบรอยต่อดา้ นวศิ วกรรม 8) มองเหน็ บ่อหลอมไดง้ า่ ย เช่ือมได้งา่ ยและสะดวก 9) การบิดตวั โกง่ งอ นอ้ ยกว่าการเช่อื มไฟฟา้ ดว้ ยลวดเชอื่ มที่มสี ารพอกหมุ้ 10) ให้อัตราการหลอมลวดได้สูงกว่าการเช่ือมไฟฟ้าด้วยลวดเช่ือมท่ีมีสารพอกหุ้ม ถงึ 4 เท่า 11) ตา้ นทานการแตกร้าวของเน้ือเช่ือมและใต้แนวเชือ่ มไดส้ ูงกว่า

4 1.3.3.2 ขอ้ จากดั การเชือ่ ม Flux Core Wire มขี ้อจากดั ดงั นี้ 1) การเชื่อม Flux Core Wire มีข้อจากัดในการเชื่อมโลหะท่ีเป็นเหล็กและโลหะ ผสมทม่ี ีนกิ เกิลเปน็ ตัวผสมหลกั 2) การเชอื่ มนจี้ ะมีสแลกคลุมแนวเชอ่ื มจึงจาเปน็ ตอ้ งกาจดั ออก 3) ลวดเชื่อม Flux Core Wire มีราคาแพงกว่าลวดเช่ือมไส้ตัน เมื่อเปรียบเทียบ โดยน้าหนกั ยกเวน้ ลวดเชอื่ มเหล็กกลา้ เจือสงู ในบางตวั 4) อุปกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการนี้มีราคาแพงและยุ่งยากกว่าของการเชื่อมไฟฟ้า ด้วยลวดเช่ือมที่มสี ารพอกห้มุ 5) ชดุ ปอ้ นลวดและเครือ่ งเชอ่ื มจะต้องวางอยใู่ กล้ๆ กบั บริเวณท่ีจะทาการเช่ือม 6) ในกรณีท่ใี ชแ้ กส๊ คลุมจากภายนอกจะมผี ลตอ่ การนาไปเชื่อมภายนอกโรงงานท่ี มีลมแรงแต่ถ้าใช้ลวดเชื่อมท่ีไม่ต้องใช้แก๊สคลุมจากภายนอก ก็จะไม่เกิดปัญหากับการเกิดลมพัดแรง มากๆ จึงเปน็ ที่นิยม 7) อุปกรณ์การเชื่อมของกระบวนการนี้มีความยุ่งยากมากกว่าและการ บารงุ รกั ษามากกว่าการเชอื่ มไฟฟ้าด้วยลวดเชอ่ื มทม่ี ีสารพอกหุ้ม 8) ให้ควันเชื่อมมากกว่าเม่ือเปรียบเทียบกับการเช่ือมอาร์กโลหะแก๊สคลุมและ การเช่อื มใตฟ้ ลกั ซ์ 1.3.4 การนาไปใช้งาน การเช่ือม Flux Core Wire นิยมใช้กันมากในระบบก่ึงอัตโนมัติ และรองลงมาเป็นระบบ อัตโนมัติเต็มรูปแบบ แต่ไม่สามารถใชเ้ ป็นระบบเชื่อมดว้ ยมือเหมือนกับการเชื่อมไฟฟ้าด้วยลวดเช่ือมท่ี มสี ารพอกห้มุ การเชือ่ มสามารถเชื่อมได้ทุกท่าเชอ่ื มจงึ ข้นึ อยู่กับขนาดลวดเชื่อมท่ีใช้เชื่อม วัสดุท่ีนามาเช่ือมด้วยการเชื่อม Flux Core Wire ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอนต่า, คาร์บอน ปานกลาง, เหล็กกล้าผสมต่าความแข็งแรงสูง, เหล็กกล้าไร้สนิมและเหล็กหล่อ การเชื่อม Flux Core Wire นอกจากใช้เชือ่ มตอ่ แล้ว ยงั นยิ มนาไปใชเ้ ชอื่ มพอกผวิ อีกด้วย ความหนาวัสดุงานจะแตกต่างกันตามกระบวนการเชื่อมที่ใช้แก๊สคลุมในตัวและแก๊สคลุม จากภายนอก เช่น การเชอื่ มท่ใี ช้แกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ จากภายนอกคลุม จะให้การซึมลึกหรือเชื่อม งานได้หนากวา่ กระบวนการเชือ่ มทไ่ี ม่ใช้แก๊สภายนอกคลมุ (Self-Shielding)