ใบความรู้ เรื่อง กระบวนการเชื่อมอาร์กด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์

หนว่ ยท่ี1กระบวนการเชือ่ มอารก์ ดว้ ยลวดเชื่อมหมุ้ ฟลักซ์โดย จดิ าภา วรรณพิรุณ 2018

1. หลกั การเช่ือมอาร์กลวดหุ้มฟลกั ซ์ การเช่ือมอาร์กลวดห้มุ ฟลกั ซ์ (Shielded Metal Arc Welding: SMAW) คือการเชอื่ มด้วยไฟฟ้า ใน ลักษณะทที่ าให้เกิดการอาร์กและไดร้ บั ความร้อนจากการอาร์กระหว่างลวดเชื่อมชนดิ มสี ารพอกหุ้มกับ ชิน้ งาน สารพอกหุ้มบนลวดเช่อื มเมื่อละลายจะท าหน้าทีเ่ ป็นเกาะป้องกนั บรรยากาศ ลวดเชอ่ื มท าหน้าที่ เปน็ โลหะเตมิ ด้วย สารพอกหุ้มเมอ่ื แขง็ ตัวแล้วจะกลายเป็นสแลก (Slag) หรือขเี้ ชอ่ื ม ดงั รูปท่ี 3.1 รูปที่ 3.1 แสดงหลกั การเชื่อมอารก์ ลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์ (ท่ีมา : Jefferson’s, 1997, p. 453) 2. เครื่องมอื และอุปกรณ์ในการเชื่อมอาร์กลวดหุ้มฟลกั ซ์การเชอ่ื มอาร์กลวดห้มุ ฟลักซเ์ ป็นการดว้ ยไฟฟ้าทอ่ี าศัยเครื่องเชื่อมเป็นตน้ ก าลังในการผลิต กระแสเชอ่ื ม โดยเคร่ืองเช่ือมนจ้ี ะท าหนา้ ทจ่ี ่ายกระแสไฟจากสายเช่อื มแล้วไหลตอ่ ไปยังลวดเช่อื มและ ชน้ิ งานเพื่อใหเ้ กิดการอารก์ ข้ึนขณะเช่ือม เครอ่ื งมือและอุปกรณ์เบ้ืองตน้ ในการเช่ือมอารก์ ลวดหุม้ ฟลกั ซ์ แสดงดงั รปู ท่ี 3.2 รปู ที่ 3.2 แสดงเคร่ืองมือและอปุ กรณ์ในการเช่ือมอาร์กด้วยลวดหุ้มฟลักซ์ (ทีม่ า : Jefferson’s, 1997, p. 452)

2.1 เครอื่ งเช่ือม (Welding Machine)เครอื่ งเชื่อมทาหน้าท่ีจ่ายกระแสไฟเชื่อมไปยังลวดเชอ่ื มและชนิ้ งานเพ่ือใหเ้ กดิ การอาร์ก และทาให้ เกิดความรอ้ นจนกระทงั่ ลวดเช่อื มและเน้อื โลหะงานหลอมเหลวตดิ กันในขณะเชอื่ ม เครอ่ื งเชื่อมท่ีใช้ในการเชอื่ มอาร์กลวดหุ้มฟลกั ซ์แบง่ ตามลักษณะของตน้ ก าลังทผ่ี ลติ ออกเปน็ 2 ชนดิ ดงั นี้2.1.1 เคร่ืองเชือ่ มไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current Welding Machine) เครื่อง เช่อื มชนดิ นแ้ี บง่ ออกเปน็ 3แบบดังนี้1. เครือ่ งเชอื่ มแบบขับดว้ ยมอเตอร์ไฟฟา้ (Motor Generator Welding Machine) เคร่อื งเช่ือมชนิดนี้ใช้ไฟฟา้ กระแสสลับเปน็ ต้นกาลังในการขบั มอเตอร์และสง่ กาลงั ตอ่ ไปยังไปขับเพลา เจนเนอเรเตอร์อีกครั้งจากนนั้ เจนเนอเรเตอรก์ ็จะจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงเพ่ือนาไปใชใ้ นงานเชอื่ มต่อไป รปู ท่ี 3.3 แสดงลักษณะของเครอื่ งเชือ่ มแบบขับด้วยมอเตอร์ไฟฟา้ (ทม่ี า : http://www.thomex.com/ebrochures/ranga-enterprises/, วนั เข้าถึง 7 มีนาคม 2558)2. เคร่ืองเชอ่ื มแบบขบั ด้วยเครือ่ งยนต์ (Engine Generator Welding Machine) เครื่องเชือ่ มชนิดนี้ท างานโดยใชเ้ ครื่องยนตข์ ับเจนเนอเรเตอร์ ซ่งึ จะได้ไฟฟ้ากระแสตรงออกมา เครอื่ งยนต์ที่ใช้มีท้งั ขับด้วยเครอื่ งยนต์ดเี ซลและเคร่ืองยนต์แก๊สโซลนี เหมาะกบั งานเช่ือมภาคสนามท่ีไม่ สามารถหาไฟฟ้าได้ รปู ท่ี 3.4 แสดงลกั ษณะของเครื่องเชอ่ื มแบบขับด้วยเคร่ืองยนต์ (ท่ีมา : http://www.plazathai.com/show-569140.html, วันเข้าถงึ 7 มีนาคม 2558)

2.1.2 เคร่ืองเชื่อมกระแสตรงแบบเรยี งกระแส (Rectifier Welding Machine) เครอื่ งเช่อื มชนิดน้ีประกอบด้วยแบบหม้อแปลงไฟฟา้ และชุดแปลงกระแส คือซลิ ิคอน (Silicon) หรอื ซลี เี นยี ม (Selenium) ทท่ี าหน้าทแ่ี ปลงไฟฟา้ กระแสสลับใหเ้ ปน็ ไฟฟา้ กระแสตรง ปจั จบุ ันเคร่ืองเช่ือม ชนิดนีส้ ามารถใชไ้ ดก้ ับกระแสไฟฟ้าได้2 ระบบ คือมีท้ังไฟฟ้ากระแสสลบั และไฟฟ้ากระแสตรง รวมใน เคร่อื งเดยี วกันทาให้สามารถเลือกใชต้ ามความต้องการ ทาใหม้ คี วามสะดวกต่อการใช้งาน แต่อยา่ งไร กต็ ามเคร่ืองเชอื่ มชนดิ นจ้ี ะมีราคาแพงกว่าเครอ่ื งเชอ่ื มแบบหม้อแปลงธรรมดา รูปท่ี 3.5 แสดงไดอะแกรมการท างานของเครื่องเช่อื มกระแสตรงแบบเรยี งกระแส (ทีม่ า : อ านาจ ทองแสน, จรูญ พรมสทุ ธ์ิ, 2546, น. 121) รูปท่ี 3.6 แสดงลักษณะของเคร่ืองเชอื่ มกระแสตรงแบบเรียงกระแส (http://www.parakeet.in/thyristorised-welding-rectifier.htm, วันเขา้ ถึง 25 มนี าคม 2558)

2.1.3 เครอ่ื งเช่ือมไฟฟา้ กระแสสลบั (Alternating Current Welding Machine) เครอ่ื งเช่ือมชนดิ นี้ ใชห้ ม้อแปลงทาหน้าทีผ่ ลติ ไฟฟ้ากระแสสลบั ภายในเครอ่ื งเชอ่ื มประกอบดว้ ยขดลวด ปฐมภมู แิ ละขดลวดทตุ ยิ ภูมิ ซ่ึงสามารถปรบั ขนาดของกระแสไฟฟา้ ออกมาใชง้ านได้ โดยขดลวดปฐมภูมิ จะรับกระแสไฟฟ้าจากแหล่งกาเนดิเพ่ือป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าสนามแมเ่ หล็ก ได้แก่ แกนของหม้อแปลง ในขณะท่ีขดลวดทุติยภมู นิ น้ั ไม่ไดต้ อ่ จากแหลง่ ก าเนดิ ไฟฟ้าโดยตรง แต่เกิดจากการเปลย่ี นเสน้ แรง แมเ่ หลก็ ของสนามแมเ่ หลก็ ไหลผ่านตัวนา ทาให้เกิดกระแสไฟฟ้าสูงกวา่ ตน้ กาเนิดและนากระแสไฟฟ้าไป ใช้ในการเชื่อม กระแสไฟฟ้าทน่ี าออกมาใชถ้ กู ควบคุมโดยตัวควบคมุ ทสี่ ามารถปรบั กระแสไฟฟา้ ใหส้ ูงตา่ ได้ตามความต้องการ เคร่ืองเชอ่ื มไฟฟา้ กระแสสลบั แบง่ ตามวธิ ีการปรบั กระแสไฟฟา้ ได้ 3 ชนิดดังนี้1. เคร่ืองเช่อื มแบบปรับกระแสโดยขดลวดตัวเรยี งกระแส (Adjustable Reactor Type) เป็นเคร่ืองเชอื่ มทต่ี ่อขดลวดตวั ปรับเรยี งกระแส (Reactor) เข้ากบั ขดลวดทตุ ิยภูมิทีม่ ีจานวนของ ขดลวดแตกต่างกัน ดงั นนั้ถา้ จานวนรอบของขดลวดทตุ ิยภมู ินอ้ ยกว่ากจ็ ะเกิดการเปดิ วงจรไฟฟ้า (Open Circuit Voltage) ทาใหก้ ารเหนีย่ วนาของกระแสไฟฟา้ ของหม้อแปลงมนี อ้ ยเชน่ กัน ส่งผลให้ค่า กระแสไฟฟ้าในการเชือ่ มสูง ในทางกลับกนัถ้าจานวนขดลวดทุตยิ ภมู มิ ากกวา่ จะทาให้เกิดการเปดิ วงจรไฟฟ้าทาให้การเหนยี่ วนาของกระแสไฟฟา้ ของหม้อแปลงมีมากและส่งผลให้คา่ กระแสไฟฟา้ ในการ เช่อื มต่า เปน็ ตน้ รปู ที่ 3.7 แสดงไดอะแกรมการท างานของเคร่ืองเชอ่ื มแบบปรบั ขดลวดตัวเรยี งกระแส (ที่มา : อานาจ ทอง แสน, จรญู พรมสุทธิ์, 2546, น. 122)

2. เครอ่ื งเชื่อมแบบปรับกระแสโดยการเคล่ือนท่ีของขดลวด (Movable Coil Type) เป็นเครอื่ งเช่อื มท่ีควบคุมกระแสไฟฟ้าโดยการปรับระยะห่างของขดลวดปฐมภูมแิ ละขดลวดทตุ ยิ ภูมซิ ง่ึ ขดลวดทุตยิ ภมู จิ ะอยู่กบั ที่สว่ นขดลวดปฐมภูมสิ ามารถเคลอื่ นที่ได้ ในกรณที ่รี ะยะห่างของขดลวด ทงั้ สองหา่ งกันมากก็จะทาให้กระแสไฟฟา้ ลดั วงจร (Short Circuit Current) ในการใชง้ านสามารถปรบั กระแสไฟฟ้าเชื่อมไดโ้ ดยการหมนุมอื หมุนปรับระยะห่างของขดลวด เพื่อใหไ้ ดค้ า่ กระแสไฟฟ้าเชอ่ื ม ท่ีเหมาะสมกับชิ้นงานและขนาดลวดเช่ือม รปู ท่ี 3.8 แสดงไดอะแกรมหารทางานของเคร่ืองเชื่อมแบบปรบั กระแสการเคลื่อนทข่ี องขดลวด (ทม่ี า : อานาจ ทองแสน, จรญู พรมสทุ ธ์ิ, 2546, น. 123)3. เครอ่ื งเช่ือมแบบปรับกระแสโดยการเคลอื่ นท่ขี องแกน (Movable Core Type) เป็น เครอื่ งเชือ่ มทใ่ี ห้ขดลวดปฐมภมู ิและขดลวดทตุ ยิ ภูมิอยคู่ งท่ี แต่ใชแ้ กนหลกั ซง่ึ ยึดติดกบั สกรูปรับเคล่ือนที่ แทน ถ้าการหมนุ ปรบัมชี อ่ งวา่ งมากก็จะทาให้เส้นแรงแมเ่ หลก็ เกิดข้นึ ได้น้อยและไดก้ ระแสไฟฟ้าเช่ือมต่า รปู ที่ 3.9 แสดงไดอะแกรมการท างานของเคร่ืองเช่ือมแบบปรับกระแสโดยการเคลอ่ื นทีข่ องแกน (ที่มา : อานาจ ทองแสน, จรูญ พรมสุทธิ์, 2546, น. 123)