งานเชื่อม ผู้ผลิต

I. หลักการสำคัญของการเชื่อม

• การเชื่อมแบบฟิวชั่น: โลหะฐานจะละลายเฉพาะที่ และสามารถใช้วัสดุตัวเติมได้ตามต้องการ รอยเชื่อมเกิดจากการแข็งตัวของโลหะหลอมเหลว
• การเชื่อมด้วยแรงดัน: ใช้แรงดันเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวชิ้นงานสัมผัสกันแน่น พันธะอะตอมทำได้โดยการเสียรูปพลาสติก และกระบวนการบางอย่างจำเป็นต้องใช้ความร้อนเสริม
• การประสาน: เฉพาะโลหะตัวเติมสำหรับการบัดกรีเท่านั้นที่จะละลายโดยไม่ทำให้โลหะฐานละลาย โลหะตัวเติมที่หลอมละลายจะทำให้พื้นผิวโลหะฐานเปียกและเติมช่องว่างด้วยการกระทำของเส้นเลือดฝอยเพื่อสร้างการเชื่อมต่อ

ครั้งที่สอง การจำแนกประเภทและลักษณะของวิธีการเชื่อมทั่วไป

1. การเชื่อมแบบฟิวชั่น (ใช้กันอย่างแพร่หลาย)

2. การเชื่อมด้วยแรงดัน

• การเชื่อมด้วยความต้านทาน: ใช้ความร้อนต้านทานที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านพื้นผิวสัมผัสของชิ้นงาน พร้อมการใช้แรงดันพร้อมกันเพื่อให้การเชื่อมเสร็จสมบูรณ์ แบ่งเป็นการเชื่อมแบบจุด การเชื่อมตะเข็บ และการเชื่อมแบบชน การเชื่อมแบบจุดใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมตัวถังรถยนต์ การเชื่อมตะเข็บใช้กับส่วนประกอบที่ปิดสนิท เช่น ถังเชื้อเพลิง
• Friction Welding: สร้างความร้อนผ่านการเสียดสีความเร็วสูงระหว่างชิ้นงาน เมื่อพื้นผิวสัมผัสถึงสถานะพลาสติก จะมีการใช้แรงดันในการเชื่อม มีคุณภาพข้อต่อที่มั่นคง และเหมาะสำหรับการเชื่อมโลหะที่ไม่เหมือนกัน เช่น การเชื่อมแบบชนส่วนเพลา

3. การประสาน

• การประสานคบเพลิง: ใช้เปลวไฟออกซีอะเซทิลีนเพื่อให้ความร้อน ใช้งานง่าย การประสานสุญญากาศ: ดำเนินการในสภาพแวดล้อมสุญญากาศเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชัน เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่มีความแม่นยำและซับซ้อน เช่น ใบพัดของเครื่องยนต์อากาศยาน
• ข้อดีของการบัดกรีคือการเสียรูปในการเชื่อมเพียงเล็กน้อย ในขณะที่ข้อเสียคือความแข็งแรงของข้อต่อโดยทั่วไปจะต่ำกว่าความแข็งแรงของโลหะฐาน

ที่สาม วัสดุเชื่อม

1. การเชื่อม Electrodes: Exclusive for SMAW, consisting of a core wire (filler metal) and a coating. The coating functions to stabilize the arc, form slag, deoxidize and alloy the weld metal.
2. การเชื่อม Wires: Used in gas-shielded welding and submerged arc welding, divided into solid wires and flux-cored wires. Flux-cored wires have built-in protective components and offer stronger adaptability.
3. การเชื่อม Flux: Applied in submerged arc welding, categorized into fused flux and non-fused flux. It plays roles in protecting the weld pool, deoxidizing and improving weld formation.
4. โลหะตัวเติมสำหรับการบัดกรีแข็ง: เฉพาะสำหรับการบัดกรีแข็ง โดยมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าโลหะฐาน ประเภททั่วไป ได้แก่ โลหะตัวเติมสำหรับการบัดกรีแข็งที่มีทองแดงและเงิน

IV. องค์ประกอบสำคัญของเทคโนโลยีการเชื่อม

1. การเชื่อม Parameters: Including welding current, voltage, welding speed, shielding gas flow rate, etc. Parameters directly affect the weld penetration, formation and quality. For example, excessive current may cause burn-through, while insufficient current leads to insufficient penetration.
2. การออกแบบร่อง: สำหรับการเชื่อมแผ่นหนา ร่อง (เช่น V-groove, X-groove) จำเป็นต้องได้รับการประมวลผลล่วงหน้าเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเจาะทะลุเต็มและลดข้อบกพร่องในการเจาะที่ไม่สมบูรณ์
3. การอุ่นก่อนและหลังการให้ความร้อน: สำหรับวัสดุที่ไวต่อการแตกร้าว เช่น เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและเหล็กหล่อ การอุ่นก่อนการเชื่อมสามารถลดอัตราการทำความเย็นและหลีกเลี่ยงการแตกร้าวด้วยความเย็น การให้ความร้อนหลังการเชื่อมสามารถขจัดความเค้นตกค้างและปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติได้

V. การตรวจสอบคุณภาพการเชื่อม

การตรวจสอบด้วยสายตา: ตรวจสอบการก่อตัวของรอยเชื่อม ขนาด และข้อบกพร่องของพื้นผิว (เช่น ความพรุน รอยแตก รอยกรีด) ด้วยตาเปล่าหรือด้วยความช่วยเหลือของแว่นขยาย

1. การทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT): ไม่สร้างความเสียหายให้กับชิ้นงาน รวมถึงการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT สำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องภายใน), การทดสอบด้วยรังสี (RT สำหรับการตรวจจับความพรุนภายในและการรวมตะกรัน), การทดสอบอนุภาคแม่เหล็ก (MT สำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องที่พื้นผิวของวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก)
2. การทดสอบแบบทำลายล้าง: นำตัวอย่างการเชื่อมสำหรับการทดสอบแรงดึง การดัดงอ และแรงกระแทก เพื่อประเมินคุณสมบัติทางกลของรอยเชื่อม

วี. ความปลอดภัยในการเชื่อมและการป้องกัน

• การป้องกันรังสีแสงอาร์ก: รังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดในแสงอาร์คการเชื่อมสามารถเผาผิวหนังและดวงตาได้ โดยต้องใช้หมวกกันน็อคสำหรับการเชื่อมและชุดป้องกัน
• การป้องกันก๊าซที่เป็นอันตราย: โอโซน ไนโตรเจนออกไซด์ และก๊าซอันตรายอื่นๆ ถูกสร้างขึ้นในระหว่างการเชื่อม ดังนั้นจึงต้องมีการระบายอากาศที่ดีในสภาพแวดล้อมการทำงาน

การป้องกันไฟฟ้าช็อต: อุปกรณ์เชื่อมต้องต่อสายดิน และผู้ปฏิบัติงานต้องสวมถุงมือและรองเท้าป้องกันฉนวน

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: เหตุใดโลหะบางชนิด (เช่น อลูมิเนียม) จึงเชื่อมยากกว่าเหล็ก?

• ตอบ: อลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนสูงและเกิดออกซิเดชันอย่างรวดเร็ว มันกระจายความร้อนได้เร็วมากจนสร้างบ่อหลอมเหลวที่มั่นคงได้ยาก นอกจากนี้ ชั้นอะลูมิเนียมออกไซด์ ($Al_2O_3$) มีจุดหลอมเหลวสูงกว่า 2,050°C ซึ่งสูงกว่าตัวโลหะมาก (660°C) โดยปกติต้องใช้การเชื่อม AC TIG หรือการเชื่อม MIG แบบพัลส์พิเศษ

คำถามที่ 2: โซนได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) คืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญ

• ตอบ: HAZ คือพื้นที่ของโลหะฐานที่ไม่ละลาย แต่โครงสร้างจุลภาคมีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากความร้อน บริเวณนี้อาจเปราะหรือสูญเสียความแข็งแรงเนื่องจากวงจรความร้อน ความล้มเหลวของโครงสร้างส่วนใหญ่ เช่น รอยแตกร้าว เกิดขึ้นภายใน HAZ

Q3: การบิดเบี้ยวของการเชื่อมเกิดขึ้นได้อย่างไร และจะป้องกันได้อย่างไร?

• ตอบ: การบิดเบี้ยวเกิดจากการขยายและการหดตัวเนื่องจากความร้อนไม่สม่ำเสมอ วิธีการป้องกันได้แก่:

  • การตั้งค่าล่วงหน้า: การเอียงชิ้นส่วนไปในทิศทางตรงกันข้ามก่อนทำการเชื่อม

  • การเชื่อมแบบสมมาตร: การเชื่อมจากศูนย์กลางออกไปด้านนอกหรือในลำดับที่สมดุล

  • การลดความร้อนเข้า: การใช้กระบวนการที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง เช่น การเชื่อมด้วยเลเซอร์

คำถามที่ 4: เหตุใดจึงต้องให้ความร้อนภายหลังหรือ "ปล่อยไฮโดรเจน"

• ตอบ: อะตอมของไฮโดรเจนอาจทำให้เกิดการแตกร้าวในแนวเชื่อมล่าช้าได้ การให้ความร้อนภายหลังจะทำให้ไฮโดรเจนกระจายออกจากโลหะได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและแผ่นหนา

คำถามที่ 5: การเชื่อมด้วยหุ่นยนต์สามารถแทนที่การเชื่อมด้วยมือได้อย่างสมบูรณ์หรือไม่?

• • ตอบ: แม้ว่าหุ่นยนต์จะเชี่ยวชาญในการผลิตที่ได้มาตรฐานและมีปริมาณมาก (เช่น ยานยนต์) ช่างเชื่อมที่เป็นมนุษย์ยังคงไม่สามารถทดแทนได้สำหรับงานภาคสนาม ข้อต่อเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อน งานแบบกำหนดเองที่ทำเพียงครั้งเดียว และงานที่ต้องมีการปรับประสาทสัมผัสแบบเรียลไทม์