ครั้งที่-16 จุดบกพร่องในงานเชื่อม

หน่วยท่ี 5 การตรวจสอบงานเช่ือมด้วยการพนิ ิจ จุดบกพร่ องในแนวเช่ ือม วชิ า งานเช่อื มอาร์กโลหะแก๊สคลุม 1 ครูสมหมาย เยาว์แสง

1 ใบเนื้อหา รหสั วิชา 2103-2006 วิชางานเชอื่ มอาร์กโลหะแกส๊ คลมุ 1 สอนครง้ั ที่ 16 ชอื่ หนว่ ย การตรวจสอบงานเชอ่ื มด้วยการพนิ ิจ เวลา 1 ชั่วโมง ช่อื เรือ่ ง จดุ บกพรอ่ งในแนวเช่อื ม 6.1 จุดบกพร่องในแนวเชือ่ ม 6.1.1 องคป์ ระกอบในการพิจารณาจดุ บกพรอ่ ง ในการปฏิบัติงานเช่ือมแนวเชอื่ มและโลหะช้นิ งานย่อมมีจดุ บกพร่องเกิดขึ้น จดุ บกพร่องท่ี เกิดขน้ึ มีท้ังทีย่ อมรบั ได้และไม่สามารถยอมรับได้ การทจี่ ะยอมรับไดห้ รอื ไม่นั้น ขึน้ อยู่กบั องคป์ ระกอบ 3 อย่างคือ 6.1.1.1 ชนิดของจดุ บกพร่อง (Type of Discontinuities) 6.1.1.2 ขนาดของจุดบกพรอ่ ง (Size of Discontinuities) 6.1.1.3 ตาแหน่งท่เี กิดจดุ บกพร่อง (Location of Discontinuities) จากเหตุผล 3 อย่าง นามาวิเคราะห์รวมกันคือ จุดบกพร่องบางชนิดท่ีเกิดข้ึนถ้ามีขนาด เล็กๆ และเกิดในตาแหน่งที่ไม่สาคัญก็สามารถยอมให้ผ่านได้ แต่จุดบกพร่องชนิดการแตกร้าว ไมส่ ามารถยอมรบั ได้แม้เกิดขนึ้ เพียงน้อยนิด สว่ นจดุ บกพร่องอนื่ ๆ พจิ ารณาจากขนาดและตาแหน่งที่เกิด 6.1.2 ชนดิ ของจดุ บกพร่องท่ีมองเห็นดว้ ยสายตา สาเหตุการเกิดและวิธแี ก้ไข 6.1.2.1 จุดเรม่ิ ต้นและจุดสิน้ สุดแนวเชอื่ มไมส่ มบรู ณ์ รูปที่ 6.1 ลกั ษณะจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดแนวเช่ือมไมส่ มบูรณ์ ตารางที่ 6.1 แสดงสาเหตกุ ารเกดิ และวิธแี ก้ไขจุดเรม่ิ ตน้ และจดุ สน้ิ สุดแนวเช่ือมไม่สมบูรณ์ สาเหตทุ ่ีเกิดข้นึ วิธแี กไ้ ข กระแสไฟเช่ือมไม่เหมาะสม ปรับกระแสไฟเชื่อมให้เหมาะสม ไม่ไดป้ รับตง้ั แก๊สก่อนและหลังเชอื่ ม ปรับตง้ั แกส๊ ก่อนและหลังเชอื่ ม เทคนิคการเริ่มต้นและสิน้ สดุ แนวเชื่อม ใช้เทคนิคการเร่ิมตน้ เชื่อม เทคนิคการสน้ิ สดุ แนวเชือ่ ม ผดิ วิธี ให้ถกู วธิ ี

2 6.1.2.2 แนวเชอ่ื มเกย (Overlap) แนวเชื่อมเกย หมายถึง เน้ือแนวเช่ือมที่ไม่หลอมรวมเป็นเน้ือเดียวกับช้ินงานและนูนเกิน ผิวของชิ้นงานหรือออกนอกแนวของรอยเช่ือมปกติ ทาให้เกิดซอกใต้รอยเชื่อมเป็นท่ีสะสมความช้ืน และเกิดสนิมข้ึนช้ินงานอาจเกิดการผุกร่อนเร็วข้ึนทาให้ความแข็งแรงของรอยเชื่อมบริเวณน้ันลดลง หากได้รบั ความเคน้ มากขึ้นอาจแตกร้าวได้ รปู ที่ 6.2 ลักษณะแนวเช่ือมเกย ตารางที่ 6.2 แสดงสาเหตุการเกดิ และวธิ แี ก้ไขแนวเชื่อมเกย สาเหตุท่ีเกดิ ขึ้น วธิ แี กไ้ ข แรงดนั เชอื่ มต่าเกินไป ปรบั แรงดันเชือ่ มใหถ้ กู ตอ้ ง ความเรว็ เดนิ แนวตา่ เกนิ ไป ปรับความเร็วเดินแนวให้ถูกต้อง เอียงมุมหัวเชื่อมและตาแหน่งจุดเชื่อมไม่ ปรับมุมเอียงหวั เช่ือมและตาแหนง่ จดุ เช่อื มใหถ้ กู ต้อง ถูกต้อง 6.1.2.3 รพู รุน (Porosity) รูพรุน คือ โพรงอากาศกลมขนาดเล็กท่ีอยู่ในรอยเชื่อมและบางครั้งอาจต่อเน่ืองข้ึนไปบน ผิวรอยเช่ือมเกิดจากส่ิงสกปรก เช่น สนิมของชิ้นงาน ฝุ่นละออง ความชื้นท่ีช้ินงานและลวดเช่ือมหรือ จากวิธีการเชื่อมซ่ึงมีโอกาสเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา นอกจากนี้การเกิดแก๊สออกซิเจน ไฮโดรเจน และ คาร์บอน ในขณะทาการเช่ือมโดยไม่สามารถลอยขึ้นสู่ผิวรอยเช่ือมได้เมื่อรอยเช่ือมเย็นตัวสิ่งสกปรก และแก๊สเหล่านจ้ี ะฝงั อยูใ่ นรอยเช่ือมกลายเป็นรพู รนุ รปู ท่ี 6.3 ลักษณะรพู รนุ

3 ตารางที่ 6.3 แสดงสาเหตกุ ารเกิดและวธิ ีแก้ไขรูพรุน สาเหตทุ เี่ กิดข้ึน วิธีแกไ้ ข แก๊สคลมุ กระจายไม่เพียงพอ เพ่ิมอัตราไหลของแก๊สคลุมให้มากขึ้น หรือทาการลด อัตราไหลของแก๊สคลุมลง ถ้ามากเกินก็จะเกิดการ แก๊สคลมุ ไมส่ ะอาด หรือมีความชนื้ ไหลวนของแก๊ส จนทาใหอ้ ากาศถูกดูดเขา้ มาในบริเวณ ลวดเชอื่ มสกปรก หรอื มสี นมิ รอยเชื่อม ใช้แก๊สคลุมท่มี คี ุณภาพเกรดสูงขึ้น โลหะช้ินงานสกปรก ให้ทาความสะอาดและทาให้แห้ง ถ้าเป็นสนิมควร เปลย่ี นลวดเชอื่ มม้วนใหม่ หรือม้วนเดิมท่ีเก่าเก็บให้ดึง แรงดันเช่อื มสงู เกนิ ไป สว่ นท่ีเป็นสนิมออก ระยะ Tip-To-Work สูงหรือยาวเกินไป ให้ทาความสะอาดชิ้นงานโดยเฉพาะบริเวณแนวเช่ือม ให้สะอาดอย่างดีก่อนเชื่อม และใช้ลวดอิเลคโทรดที่ สะอาดมาก ๆ ปราศจากสนิมหรอื สารสกปรก ลดแรงดันเชอื่ มลง ลดระยะ Tip-To-Work ให้ส้ันลง หรือให้หัวเช่ือมชิด ช้ินงานมากข้นึ 6.1.2.4 รอยกัดแหวง่ (Undercut) รอยกัดแหว่ง หมายถึง เน้ือชิ้นงานตรงขอบข้างรอยเชื่อมและบริเวณรอยเช่ือมสุดท้าย ถูกน้าโลหะที่หลอมเหลวจากการเช่ือมกัดเซาะแหว่งเข้าไปทาให้เนื้อชิ้นงานตรงบริเวณนั้นลดลง เกดิ เปน็ รอยแหวง่ ขึ้น รปู ท่ี 6.4 แสดงลกั ษณะรอยกัดแหวง่

4 ตารางท่ี 6.4 แสดงสาเหตุการเกิดและวธิ แี ก้ไขรอยกัดแหวง่ สาเหตทุ เ่ี กิดข้ึน วิธแี กไ้ ข การเดนิ แนวเช่อื มเร็วเกินไป ลดความเรว็ การเดินแนวเชื่อมลง แรงดนั เชือ่ ม สูงเกินไป ลดแรงดนั เชอื่ มลง กระแสไฟเชอ่ื ม สงู เกินไป ลดความเร็วอตั ราป้อนลวดลง มุมลวดเช่อื มไมถ่ ูกต้อง เปลี่ยนมุมลวดเช่ือมจนกว่าแรงดันเชื่อม สามารถช่วย ใหเ้ นื้อโลหะเชือ่ มหลอมเพ่ิมข้ึนในตาแหน่งทถ่ี ูกต้อง 6.1.2.5 รอยแตกรา้ ว (Crack) การแตกร้าวเป็นลักษณะการเกิดท้ังภายในและออกมาสู่ผิวและอาจจะเกิดได้ทั้งท่ีแนว เชื่อมและช้ินงานเชื่อมเกิดข้ึนจากความเค้นทางกลโดยอาจเป็นทั้งความเค้นจากภายนอกหรือจาก ภายในช้ินงานเองสาหรับการแตกร้าวในงานเชื่อมส่วนใหญ่เกิดจากความเค้นภายในเน้ือรอยเช่ือม และถือเป็นจุดบกพรอ่ งทีอ่ ันตรายถงึ แมว้ า่ อาจเกิดขึน้ เพยี งเล็กน้อย รูปท่ี 6.5 แสดงลกั ษณะรอยแตกรา้ ว ตารางท่ี 6.5 แสดงสาเหตกุ ารเกิดและวธิ ีแก้ไขรอยแตกรา้ ว สาเหตทุ ่เี กิดขนึ้ วิธแี กไ้ ข เกิดจากความเค้นในรอยเช่ือม หรือใน ลดความเค้น ความเครียดด้วยการให้ความร้อนหลัง วัสดุงาน การเชือ่ ม ใช้ลวดเชื่อมไมถ่ กู ต้อง กรณีลวดเชื่อม Flux Core Wire ชนิดของฟลักซ์มี ส่วนทาให้เกดิ รอยแตกรา้ วได้

5 6.1.2.6 ช้ินงานโก่งงอ การโก่งงอ เป็นลักษณะของจุดบกพร่องท่ีเกิดขึ้น จากการที่แรงหดตัวของชิ้นงานรวมอยู่ ตรงกลางของรอยตอ่ และเกิดการเปลี่ยนรูปตามทิศทางส่วนสูงการโค้งงอนี้จะเกิดกับงานเชื่อมรอยต่อ ฉาก และรอยต่อชนในชนิ้ งานบางได้งา่ ยเพราะช้นิ งานบางจะมีอตั ราการเปล่ยี นรปู สูง รปู ที่ 6.6 ลกั ษณะชน้ิ งานโก่งงอ ตารางที่ 6.6 แสดงสาเหตกุ ารเกิดและวิธีแก้ไขช้ินงานโก่งงอ สาเหตุที่เกดิ ขน้ึ วิธีแกไ้ ข การออกแบบรอยต่อไม่เหมาะสม เช่น ปรบั มมุ บากและระยะห่างรอยต่อให้น้อยลง มุมบากกวา้ ง ระยะหา่ งของรอยตอ่ มาก ไม่จบั ยดึ ช้นิ งานให้แน่นก่อนเร่ิมเช่อื ม ใชอ้ ปุ กรณจ์ บั ยึดช้นิ งาน ยึดให้แน่น เกดิ ความร้อนทชี่ ้นิ งานมาก เนือ่ งจากใช้ ปรับกระแสไฟเชื่อมลง กระแสไฟเชื่อมสูง ใชค้ วามเรว็ ในการเดินลวดเช่ือมชา้ เดินลวดเชือ่ มให้เรว็ ขึ้น 6.1.2.7 แนวเชอ่ื มนนู มากเกินไป แนวเชื่อมนูนมากเกินไป เป็นลักษณะของแนวเช่ือมท่ีนูนเกินความต้องการ เป็นจุดบกพร่องอีกแบบหนึ่งที่ไม่ควรให้เกิดข้ึนเพราะเป็นการเพิ่มพ้ืนท่ีของรอยเชื่อม ซึ่งต้องรับแรง ท่ีมากระทาจากภายนอก มีผลให้ความเค้นของรอยต่อสูงขึ้น แนวเช่ือมท่ีมีลักษณะนูนเกินจึงเป็น จดุ บกพรอ่ งท่ตี ้องกาจดั ออก รูปที่ 6.7 ลักษณะแนวเช่ือมนูนมากเกินไป

6 ตารางท่ี 6.7 แสดงสาเหตุการเกิดและวธิ แี ก้ไขแนวเชอื่ มนนู มากเกนิ ไป สาเหตุทเี่ กดิ ขนึ้ วธิ ีแก้ไข สา่ ยลวดเชอ่ื มแคบไป ส่ายลวดเชื่อมให้กว้างออกไป เดนิ แนวเชือ่ มชา้ เดินแนวเชอ่ื มใหเ้ รว็ ขึน้ การสา่ ยลวดทช่ี ดิ กันเกินไป ใชเ้ ทคนิคการส่ายให้ห่างออกไป 6.1.2.8 การซมึ ลึกไม่สมบูรณ์ (Incomplete Penetration) การซึมลึกไม่สมบูรณ์ หมายถึง ลักษณะการซึมลึกของรอยเชื่อมที่หลอมเหลวไม่ดี มักเกิดขึ้นในงานเชื่อมต่อชนเน่ืองจากบริเวณส่วนบนของรอยต่อได้รับความร้อนจากการอาร์กก่อน ส่วนฐานลวดเช่ือมจึงหลอมเหลวติดกับชิ้นงานส่วนน้ันก่อนและจะขัดขวางความร้อนไม่ให้สามารถ หลอมเหลวชิน้ งานส่วนลา่ งสุดไดจ้ งึ ทาใหเ้ กิดการซมึ ลึกไม่ดี รูปที่ 6.8 ลักษณะการซมึ ลึกไม่สมบูรณ์ ตารางที่ 6.8 แสดงสาเหตกุ ารเกิดและวิธแี ก้ไขการซึมลึกไม่สมบรู ณ์ สาเหตุท่เี กิดขึ้น วธิ ีแก้ไข การเตรยี มร่องรอยต่อไมถ่ ูกต้อง จัดเตรียมบริเวณฐานรอ่ งรอยบากใหถ้ ูกต้อง ใชเ้ ทคนคิ การเชอ่ื มไม่ถูกต้อง ใหล้ ดความหนาของ Root Face ใหแ้ คบลง เปิดร่องหา่ งของร่องรอยต่อชนใหก้ ว้างขึน้ ใชก้ ระแสไฟเชอ่ื มตา่ เกนิ ไป ให้รกั ษาระดับมุมของลวดเช่ือมกับผวิ หนา้ งานเพ่ือให้ ปลายลวดเชือ่ มเอียงไมต่ รงร่องบาก เกดิ การหลอมลกึ ไดส้ งู สดุ ให้การอาร์กอยู่ท่ขี อบนาของบอ่ หลอมอย่ตู ลอดแนว เชอื่ ม ให้ปรบั อตั ราป้อนลวดใหส้ ูงขึ้น บิดเอียงหัวเช่ือมให้ปลายลวดอาร์กกบั ผวิ หนา้ ร่องบาก โดยตรงตลอดแนวเชือ่ ม

7 6.1.2.9 การซึมลึกมากเกนิ ไป การซึมลกึ มากเกนิ ไป หมายถึง ลกั ษณะการซึมลึกทย่ี ้อยมากเกนิ ไป ของงานเชอื่ มต่อชน ซง่ึ โดยทั่วไปแนวซึมลกึ ไมค่ วรเกิน 1.5 มม. รูปที่ 6.9 ลักษณะการซมึ ลกึ มากเกินไป ตารางท่ี 6.9 แสดงสาเหตุการเกดิ และวิธีแก้ไขการซึมลึกมากเกนิ ไป สาเหตุท่ีเกดิ ขึน้ วธิ แี ก้ไข พลงั ความร้อนปอ้ นเขา้ มากเกินไป ใหล้ ดอตั ราป้อนลวดและแรงดนั อารก์ ให้น้อยลง การเตรยี มรอยตอ่ ไม่ถกู ต้อง ใหเ้ พ่มิ ความเร็วในการเดินแนวเชอื่ มใหส้ งู ขนึ้ ให้ระยะห่างของร่องรอยต่อแคบลง ใหเ้ พมิ่ ความหนาของ Root Face ใหห้ นามากขน้ึ 6.1.2.10 ชิน้ งานบิดเบีย้ ว ช้นิ งานบดิ เบี้ยวมกั เกดิ ข้ึนในช้นิ งานเช่ือมบางได้ง่ายเนื่องจากความรอ้ นจากการเชื่อมทาให้ เกิดการขยายตัวเกิดความเค้นและความเครียดเม่ือช้ินงานเย็นลงก็จะหดตัวกลับแต่บางส่วนอาจไม่ สามารถกลับสูส่ ภาพเดมิ ไดส้ ง่ ผลใหช้ น้ิ งานเชื่อมเกดิ การบิดเบีย้ วข้นึ รปู ท่ี 6.10 ลักษณะช้นิ งานบดิ เบยี้ ว

8 ตารางที่ 6.10 แสดงสาเหตุการเกิดและวิธีแก้ไขชิน้ งานบิดเบ้ียว สาเหตุที่เกิดขึน้ วิธีแกไ้ ข เกดิ ความเค้นดึงจากความร้อนที่เกิดจาก เผ่ือมมุ ไวเ้ พ่ือเตรียมรับกบั การหดตวั เชงิ มุม การอาร์ก จานวนแนวเช่ือมหลายแนว ออกแบบการเชือ่ มให้ลดจานวนแนวเชอ่ื มลง 6.1.2.11 การหดตวั เชงิ มมุ การหดตัวเชิงมุมเป็นจุดบกพร่องท่ีเกิดขึ้นจากการขยายตัวและหดตัวของช้ินงานตรงรอย เช่อื มทาใหช้ ิ้นงานเกิดการหดตัวเชิงมุมขึ้นตามแรงดึงของรอยเช่ือมถ้าปริมาณความร้อนจากรอยเชื่อม มากอตั ราการบิดตัวเชิงมุมจะมากดว้ ย โดยเฉพาะเมอ่ื เช่อื มชิ้นงานหนา รูปที่ 6.11 ลกั ษณะการหดตวั เชิงมมุ ตารางท่ี 6.11 แสดงสาเหตกุ ารเกดิ และวธิ ีแก้ไขการหดตวั เชงิ มมุ สาเหตุท่เี กดิ ขึ้น วิธแี กไ้ ข เกิดความเค้นดึงจากความร้อนทเี่ กดิ จาก เผอ่ื มุมไว้เพื่อเตรยี มรบั กบั การหดตวั เชงิ มุม หรือใช้ การอาร์กแลว้ หดตวั อุปกรณ์จับยึด มมุ บากรอยต่อกว้าง จึงต้องเช่อื ม ออกแบบการเชอ่ื มให้ลดจานวนแนวเชอ่ื มลง จานวนแนวเช่อื มหลายแนว เชื่อมตอ่ เนื่องเป็นแนวยาว จัดลาดบั การเช่ือมแบบสลบั หรือเว้นระยะ ใชว้ ิธกี ารสา่ ยลวดเชื่อมไม่เหมาะสม ปรับวิธีการส่ายลวดเช่ือมให้เหมาะสมกบั รอยต่อ

9 6.1.2.12 การเตมิ แนวเชอ่ื มไม่เตม็ (Under Fill) ลกั ษณะรอยเชือ่ มที่มีผวิ เวา้ ตา่ กว่าผิวช้ินงานทาให้ขาดความแข็งแรง และมีโอกาสเกิดการ แตกร้าวสูง ถึงจะมีแรงกระทาจากภายนอกเพียงเล็กน้อยเน่ืองจากรอยเช่ือมมีพื้นท่ีของเน้ือเช่ือม นอ้ ยลง รูปที่ 6.12 ลักษณะการเตมิ แนวเช่อื มไมเ่ ต็ม ตารางท่ี 6.12 แสดงสาเหตุการเกดิ และวิธีแก้ไขการเติมแนวเชอ่ื มไม่เตม็ สาเหตทุ เ่ี กิดขนึ้ วิธแี กไ้ ข กระแสไฟสูงทาให้หลอมละลายยบุ เว้า ลดกระแสไฟลง ใช้เทคนิคการเชื่อมถกู ต้อง ใช้เทคนคิ การเชือ่ มให้ถูกต้องและเชือ่ มให้เตม็ ร่องบาก 6.1.2.13 รอยต่อเยอื้ ง รอยต่อระหว่างชิ้นงาน 2 ชิ้นเยื้องกัน เป็นจุดบกพร่องที่เกิดจากความไม่รอบคอบของ ผเู้ ช่ือมเองเปน็ สาคัญ รปู ท่ี 6.13 ลกั ษณะรอยตอ่ เยื้อง

10 ตารางท่ี 6.13 แสดงสาเหตุการเกิดและวธิ ีแก้ไขรอยต่อเย้อื ง สาเหตุทเี่ กดิ ขนึ้ วธิ แี ก้ไข วางชิ้นงานเช่อื มยึดตา่ งระดับ การเชอ่ื มยดึ วางชนิ้ งานใหอ้ ยใู่ นระดับเดียวกัน จดุ เชือ่ มยดึ แตกขณะเดินแนวเชื่อม จดุ เช่ือมยึดให้มีความแขง็ แรง 6.1.2.14 สแลกฝงั ในหรอื จมผวิ แนวเชอื่ ม (Slag Inclusion) สแลกฝังในหรือจมผิวแนวเชื่อม หมายถึง ออกไซด์หรือสารแปลกปลอมอ่ืน ๆ ท่ีฝังอยู่ใน รอยเชื่อมและระหว่างรอยเชื่อมกับช้ินงาน หรือเกิดจากไส้ฟลักซ์ของการเช่ือม Flux Core Wire ทา ปฏิกิริยาเคมีกับรอยเช่ือมเม่ือเย็นตัวลงจะกลายเป็นสแลกลอยปกคลุมเหนือรอยเชื่อมแต่ถ้ามี ส่งิ กีดขวางสแลกจะลอยตัวส่ผู ิวรอยเชอ่ื มไมไ่ ดแ้ ละฝังอย่ภู ายในรอยเชอ่ื ม รปู ที่ 6.14 ลักษณะสแลกฝังในหรอื จมผิวแนวเชอ่ื ม ตารางท่ี 6.14 แสดงสาเหตกุ ารเกดิ และวธิ ีแก้ไขสแลกฝงั ในหรอื จมผิวแนวเชือ่ ม สาเหตุที่เกดิ ขนึ้ วิธแี กไ้ ข ชิน้ งานมีส่งิ สกปรก เชน่ สนิม สี ทาความสะอาด กาจดั ออกไซด์บนผิวชน้ิ งานกอ่ นเช่อื ม ใชก้ ระแสไฟเช่ือมต่าเกินไป ปรบั กระแสไฟใหส้ งู ขึน้ ชนดิ ของลวดเช่ือมไมเ่ หมาะสมกับชน้ิ งาน เลือกชนิดลวดเช่ือมใหเ้ หมาะสมกบั ช้ินงาน วิธกี ารส่ายลวดเช่อื มไม่ถูกต้อง ใช้เทคนิคการส่ายลวดเชอ่ื มใหถ้ ูกวธิ ี ไส้ฟลักซล์ วดเชอื่ มมคี วามชน้ื เก็บลวดเชือ่ มในท่ีป้องกันความช้นื เมอ่ื จะใชถ้ ้ามี ความชืน้ ต้องนาไปอบก่อน