Download pdf - การเชื่อมโลหะ Welding

หนวยท่ี 4 การเชื่อมโลหะ (Welding)

ความหมายของการเชื่อมโลหะ การเช่ือมโลหะ (Welding) หมายถึง การตอโลหะ 2 ช้ินใหติดกนัโดยการใหความรอนแก

โลหะนั้นจนหลอมละลาย ติดเปนเนื้อเดียวกัน หรือโดยการเติมลวดเช่ือมเปนตัวประสานก็ได กรรมวิธีในการเชื่อมโลหะ

กรรมวิธีในการเช่ือมโลหะท่ีเปนท่ีนิยมใชกันอยางแพรหลายโดยท่ัวไปมีดังน้ีคือ 1. การเชื่อมแกส (Gas Welding) เปนการเช่ือมซ่ึงจัดอยูในประเภทงานเช่ือมหลอมเหลววิธีหนึ่ง แหลงความรอนท่ีใชกบั

ช้ินงานเกิดจากการเผาไหมระหวางแกสอะเซทิลีน ซ่ึงเปนแกสเช้ือเพลิงและแกสออกซิเจน อุณหภูมิจากการเผาไหมท่ีสมบูรณ ใหความรอนสูง 3,200 องศาเซลเซียส และจะไมมีเขมาหรือควัน

2. การเชื่อมไฟฟา (Arc Welding) การเช่ือมไฟฟาหรือเรียกวา การเช่ือมโลหะโดยวิธีการเช่ือมอารค (Arc) ความรอนท่ีมาใช

ในการเช่ือมเกิดจากประกายอารค ระหวางช้ินงานและลวดเช่ือมซ่ึงหลอมละลาย ลวดเช่ือมจะทําหนาท่ีปอนเนื้อโลหะใหแกแนวเช่ือม

3. การเชื่อมอัด (Press Welding หรือ Non Fusion Welding) การเช่ือมอัด หมายถึง การประสานโลหะ 2 ช้ินใหติดกัน โดยใชความรอนกับช้ินงานในบริเวณท่ีจะทําการเช่ือม จากนั้นใชแรงอัดสวนท่ีหลอมละลายจนกระท่ังช้ินงานติดกันเปนจุดหรือเกิดแนวความรอนท่ีใชไดจากความตนทานไฟฟา เชน การเช่ือมจุด (Spot Welding)

4. การเชื่อม TIG (Tungsten Inert Gas Welding) เปนกรรมวิธีการเช่ือมโลหะโดยใชความรอนท่ีเกิดจากการอารคระหวางลวดทังสเตนกับ

ช้ินงานเช่ือม โดยมีแกสเฉ่ือยปกคลุมบริเวณเช่ือมและบอหลอมละลายเพ่ือไมใหบรรยากาศภายนอกเขามาทําปฏิกิริยาบริเวณดังกลาว

5. งานเชื่อม MIG (Metal Inert Gas Welding) งานเช่ือม MIG เปนขบวนการเช่ือมท่ีไดรับความรอนจากอารคระหวางลวดเช่ือมกับ

ช้ินงาน ลวดเช่ือมท่ีใชเปนลวดเชื่อมเปลือยท่ีสงปอนอยางตอเนื่องไปยังบริเวณอารคและทําหนาท่ีเปนโลหะเติมลงยังบอหลอมละลาย บริเวณบอหลอมละลายปกคลุมไวดวยแกสเฉ่ือย เพื่อไมใหเกิดการรวมตัวกับอากาศ

100

6. งานเชื่อมใตฟลักซ (Submerged Arc Welding)

งานเช่ือมใตฟลักซ เปนขบวนการเชื่อมไฟฟาท่ีไดรับความรอนจากการอารคระหวางลวดเช่ือมเปลือยกับงานเช่ือม โดยมีฟลักซชนิดเม็ด (Granular Flux) ปกคลุมบริเวณอารค และฟลักซสวนท่ีอยูใกลกับเนื้อเช่ือมจะหลอมละลายปกคลุมเนื้อเช่ือมเพ่ือปองกันอากาศภายนอกทําปฏิกิริยากับแนวเช่ือม สวนฟลักซท่ีอยูหางจากเนื้อเช่ือมจะไมหลอมละลาย และสามารถนํามาใชไดอีก

โดยในท่ีนี้จะกลาวถึงกรรมวิธีการเช่ือมแกสและการเช่ือมอารคดวยไฟฟาซ่ึงเปนกรรมวิธีการเช่ือมโลหะท่ีแพรหลาย นิยมใช และสามารถพบเห็นไดโดยท่ัวไป ดังนี้

การเชื่อมแกส (Gas Welding)

การเช่ือมแกส (Gas Welding) คือ กรรมวิธีการเช่ือมแบบหลอมละลาย โดยไดรับความ

รอนจากการเผาไหมระหวางแกสเช้ือเพลิงกับออกซิเจน หลอมละลายโลหะใหติดกัน ดวยการเติมลวดเชื่อม (Filler Metal) หรือใหเนื้อของโลหะงานหลอมประสานกันเองโดยไมตองเติมลวดเช่ือมก็ได

การเช่ือมโลหะดวยแกสออกซิเจน – อะเซทิลีน เปนการเช่ือมซ่ึงจัดอยูในประเภทงานเช่ือมหลอมเหลววิธีหนึ่ง แหลงความรอนท่ีใชกับช้ินงานไดจากพลังงานทางเคมีซ่ึงเกิดจากการเผาไหมระหวางแกสอะเซทิลีน ซ่ึงเปนแกสเช้ือเพลิงและแกสออกซิเจน อุณหภูมิจากการเผาไหมนั้นสูงมาก พอท่ีจะหลอมละลายโลหะงานได การเผาไหมจะสมบูรณมากหรือนอยข้ึนอยูกับความบริสุทธ์ิของแกสท้ังสองและอัตราสวนผสมท่ีพอเหมาะ ถาแกสท้ังสองบริสุทธ์ิและอัตราสวนท่ีเหมาะสมเกิดการเผาไหมท่ีสมบูรณ ใหความรอนสูง 3,200 องศาเซลเซียส และจะไมมีเขมาหรือควัน

รูปท่ี 4.1 ลักษณะการเช่ือมแกส (ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ : 3)

101

การเช่ือมดวยแกสเปนแบบของการเช่ือมท่ีไดรับความนิยมแพรหลายท่ีสุด โดยใชเปลวไฟจากแกสเปนเคร่ืองชวยใหความรอนแกช้ินงาน เปลวไฟท่ีไดเกิดจากการเผาไหมของแกสเช้ือเพลิงกับแกสออกซิเจนท่ีไดรับจากบรรยากาศหรือแกสออกซิเจนท่ีบริสุทธ์ิจากแหลงอ่ืนๆ

รูปท่ี 4.2 การเช่ือมแกส

(ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :18) ขอแตกตางท่ีไดรับแกสออกซิเจนมาชวยในการเผาไหมจากแหลงตางๆ กัน มี 3วิธี ซ่ึงมีผลแตกตางกันดังนี้คือ 1) การเผาไหมท่ีไดรับออกซิเจนจากบรรยากาศรอบตัวเรา เชน การลุกไหมของตะเกียงแกส เทียนไข ซ่ึงทําใหเกิดผลดังนี้คือ

1.1 ใหอุณหภูมิการเผาไหมต่ําท่ีสุด 1.2 ใหปริมาณความรอนตํ่า 1.3 ความสะอาดของเปลวไฟตํ่าสุด

2) การเผาไหมของแกสเช้ือเพลิงซ่ึงไดรับแกสออกซิเจนจากบรรยากาศอีกแบบหนึ่ง แกสออกซิเจนถูกดูดผานรูของหัวเผาไหมเขามาชวยในการเผาไหมของตะเกยีงหวัเผา หรือตะเกยีง บุนเสน ซ่ึงทําใหเกดิผลดังนีคื้อ

2.1 ใหอุณหภมิูของการเผาไหมสูงกวาวิธีแรก 2.2 ความสะอาดของเปลวไฟสูงกวาวิธีแรก 2.3 ใหปริมาณความรอนสูงกวาวิธีแรก 3) การเผาไหมของแกสเช้ือเพลิงกับแกสออกซิเจนที่ไดจากแหลงตางๆ ท่ีมีความกดดัน

โดยนํามาผสมกับแกสเช้ือเพลิงเสียกอน แลวจึงนําไปเผาไหมเชนหัวเช่ือมแกสท่ีเราใชกันอยูในปจจุบัน ซ่ึงจะทําใหเกิดผลดังนี้คือ

3.1 ใหอุณหภมิูของการเผาไหมสูงสุด 3.2 ใหความสะอาดของเปลวไฟสูงสุด 3.3 ใหปริมาณความรอนสูงสุด

102

แกสเช้ือเพลิงท่ีใชกันอยูหลายชนิดดวยกัน การเลือกจะตองพิจารณาถึงความเหมาะสมท้ังราคา ปริมาณความรอนท่ีได และผลท่ีจะเกิดกับโลหะงานนั้น สําหรับแกสอะเซทิลีนนั้น เม่ือเผาไหมกับออกซิเจน จะใหความรอนสูงสุดถึง 6,000 องศาฟาเรนไฮด ซ่ึงเหมาะแกการเช่ือมเหล็กและโลหะผสมตางๆ ซ่ึงเรียกวิธีเช่ือมแบบน้ีวา “ Oxyacetylene” และเปนท่ีนิยมใชกันในอุตสาหกรรมการเช่ือมโดยท่ัวไป สําหรับความรอนท่ีไดจากแกสเช้ือเพลิงแตละชนิดแตกตางกันดังนี้

ตารางท่ี 4.1 ความรอนสูงสุดของแกสเช้ือเพลิงชนิดตางๆ

ชนิดของแกสเช้ือเพลิง ความรอนสูงสุดโดยประมาณ ออกซิเจน + อะเซทิลีน ออกซิเจน + โปรเพน ออกซิเจน + ไฮโดรเจน อากาศ + อะเซทิลีน อากาศ + โปรเพน

3,316 องศาเซลเซียส หรือ 6,000องศาฟาเรนไฮด 2,500 องศาเซลเซียส หรือ 4,600 องศาฟาเรนไฮด 2,400 องศาเซลเซียส หรือ 4,300 องศาฟาเรนไฮด 2,500 องศาเซลเซียส หรือ 4,500 องศาฟาเรนไฮด 1,750 องศาเซลเซียส หรือ 3,200 องศาฟาเรนไฮด

เปลวไฟท่ีใชสําหรับการเชื่อม การเช่ือมดวยแกสเปนวิธีการประสานหรือสรางโลหะตางๆ ดวยการหลอมละลายของเนื้อโลหะตรงรอยตอเขาดวยกัน โดยการใหความรอนจากเปลวไฟลงไปบนช้ินงานหรือช้ืนโลหะจนกระท่ังตรงบริเวณรอยตอของโลหะท้ังสองนั้นหลอมละลาย ซ่ึงมีลักษณะเปนแอง เม่ือโลหะท่ีทําการเชื่อมถูกหลอมละลายเปนแองเดียวกัน โลหะท้ังสองช้ินนั้นก็จะถูกหลอมละลายกันดวยวิธีการนี้ คุณสมบัติของโลหะจะไมมีการเปล่ียนแปลงหรือมีผลเสียจากคุณสมบัติเดิมของโลหะขณะ หลอมเหลว เปลวไฟสําหรับใชในการเช่ือมจะตองมีคุณสมบัติดังนี้คือ

1) เปลวไฟจะตองมีอุณหภูมิสูงเพียงพอสําหรับการหลอมเหลวของช้ินงานท่ีจะ นํามาเช่ือม

2) ตองมีปริมาณความรอนเพยีงพอ 3) เปลวไฟตองไมเผาไหมเนื้อโลหะ 4) ไมมีส่ิงสกปรกจากเปลวไฟหรือตัวชักนําวัสดุอยางหน่ึงอยางใดเขารวมตัว

กับเนื้อโลหะของช้ินงาน 5) เปลวไฟจะมีคารบอน รวมตัวกับเนื้อโลหะที่ถูกเช่ือม 6) ผลท่ีเกิดข้ึนจากการเผาไหมของเปลวไฟ จะตองไมเปนอันตรายกับผูใช

103

ปริมาณความรอนนี้วัดไดดวยจํานวนแกสท่ีถูกเผาไหมซ่ึงคิดเปนลูกบาศกฟุตตอช่ัวโมง ปริมาณของแกสท่ีถูกเผาไหมจะมีปริมาณความรอนมากหรือนอยข้ึนอยูกับขนาดของรูหัวทิพท่ีใช ถารูของหัวทิพท่ีใชขนาดรูใหญกวาจะตองใชความดันแกสสูงกวาและใชปริมาณแกสมากกวาขนาดของรูหัวทิพท่ีมีขนาดเล็ก

แกสท่ีใชสําหรับการเช่ือมและการตัด นยิมใชมีดังนี้คือ 1. ออกซี - อะเซทิลีน (Oxy-Acetylene) หรือ ออกซิเจน + อะเซทิลีน 2. ออกซิเจน + ไฮโดรเจน (Oxygen + Hydrogen) 3. ออกซิเจน + แกส (oxygen + gas) แกสธรรมชาติหรือแกสท่ีผลิตเทียมข้ึน 4. ออกซิเจน + แกสเหลว (ไดจากการกล่ันน้ํามันปโตรเลียมมี)

เปลวไฟออกซี – อะเซทิลีน (oxy- Acetylene flame) คือเปลวไฟท่ีไดจากการเผาไหมของแกส ออกซีอะเซทิลีน แตในอัตราการผสมแกสท่ีไมถูกตองจะมีผลใหเกิดเปลว ออกซิไดซ่ิง (Oxidizing flame) ข้ึน หรือเปลวคารบูไรซ่ิง (Carburizing flame) ถาปรับสวนผสมใหออกซิเจนมากจะไดเปลวออกซิไดซ่ิง ในทํานองเดียวกันถาปรับสวนผสมอะเซทิลีนมากจะไดเปลวคารบูไรซ่ิงข้ึน ซ่ึงโดยท่ัวไปแลวสําหรับการเช่ือมนั้นเขาใชเปลวลง เปลวนี้ไดจากการปรับอัตราสวนของแกสท้ังสองใหถูกตอง วิธีการจุดเปลวไฟเช่ือมแกส ข้ันแรกใหเปดวาลวแกสเซทีลีนบนหัวเช่ือมเพียงเล็กนอย แลวจุดเปลวไฟดวยท่ีจุดไฟแกส จากน้ันคอยๆ เปดวาลวแกสเซทีลีนใหเพ่ิมข้ึนพอประมาณ แลวจึงเปดวาลวแกสออกซิเจนปลอยแกสออกซิเจนใหผสมกับแกสเซทีลีน ปรับเปลวไฟตามตองการ ซ่ึงชนิดของเปลวไฟมีอยูดวยกัน 3 ชนิด หรือ 3 เปลว แตกตางกันตามปริมาณอัตราสวนผสมของแกสท้ังสองคือ

เปลวไฟเช่ือมแกสออกซีอะเซทิลีน เปนเปลวท่ีใหอุณหภมิูสูงถึง 6,000 องศาฟาเรนไฮด ความรอนขนาดนี้สามารถที่จะหลอมโลหะท่ีใชในงานอุตสาหกรรมไดโดยงาย จึงนยิมใชในงานอุตสาหกรรมโดยท่ัวไป เปลวของออกซีอะเซทิลีนแบงออกเปน 3 ชนิด ดังนี ้ 1. เปลวนิวทรัลหรือเปลวกลาง (Neutral Flame)

2. เปลวคารบูไรซิงหรือเปลวลด (Carburizing Flame)

104

3. เปลวออกซิไดซิงหรือเปลวเพิ่ม (Oxidizing Flame)

รูปท่ี 4.3 ชนิดของเปลวไฟเชื่อมแกส (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :154)

6.1.1 เปลวนิวทรัลหรือเปลวกลาง (Neutral flame) เปลวนิวทรัลหรือเปลวกลาง หรือบางคร้ังเรียกวา Balanced Flame เปนเปลวไฟเชื่อมท่ี

นิยมใชกันมากท่ีสุดท้ังการเช่ือมและการตัด มีอัตราสวนผสมของแกสออกซิเจนกับแกสอะเซทีลีนเทากันในอัตราสวนหน่ึงตอหนึ่ง (1:1) เปลวนิวทรัลเม่ือเผาหลอมละลายโลหะจะไดน้ําโลหะหลอมเหลวใสสะอาด ลักษณะเปนเปลวสองช้ัน ดังรูปท่ี 4.3

รูปท่ี 4.4 ลักษณะเปลวนวิทรัลหรือเปลวกลาง (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :155)

วิธีการปรับเปลวนิวทรัล ข้ันแรกจะตองเปดวาลวอะเซทีลีนเล็กนอยบนหัวเช่ือมกอน แลว

จุดเปลวไฟเพ่ิมแกสอะเซทีลีนพอประมาณ แลวจึงเปดวาลวแกสออกซิเจนหัวเช่ือมไปผสม ปรับวาลวแกสท้ังสองใหเปลวไฟมีลักษณะสองช้ัน ซ่ึงเปลวช้ันในมีลักษณะปนกรวยปลายมนสีขาว

นวลสวาง ยาวประมาณ 16

นิ้ว ข้ึนอยูกับขนาดของหัวทิพ เปลวช้ันนอกเปนสีน้ําเงินใส

สะอาด เปลวชนิดนี้เหมาะสําหรับการเช่ือมและการตัดโลหะท่ัวไป มีอุณหภูมิความรอนประมาณ 5,900 องศาฟาเรนไฮต หรือประมาณ 3,300 องศาเซลเซียส ใหสําหรับเช่ือมเหล็กเหนียว เหล็กหลอเหล็กสแตนเลส ทองแดง และอะลูมิเนียม เปนตน

431

−

เปลวคารบูไรซิงหรือเปลวลด (Caburizing Flame)

6.1.2

105

เปลวคารบูไรซิงหรือท่ีเรียกวา เปลวลด (Reducing Flame) เปลวไฟชนิดนี้จะมีปริมาณของแกสอะเซตทีลีนผสมอยูมากกวาแกสออกซิเจน ลักษณะเปนกรวยเปลวไฟสามชั้น เปลวช้ันท่ีสองซ่ึงมีสีน้ําเงินเรียกวา Acetylene Feather จะมีความยาวกวาเปลวช้ันแรกประมาณ 3 เทา

รูป 4.5 ลักษณะเปลวคารบูไรซิงหรือเปลวลด (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :155)

วิธีการปรับเปลวคารบูไรซิง ข้ันแรกจะตองปรับใหไดเปนเปลวกลางกอน แลวจึงคอยๆ

เปดวาลวแกสอะเซทีลีนท่ีหวัเช่ือมเพิ่มแกสอะเซทีลีนจนไดขนาดและรูปรางตาม ตองการ เปนเปลวท่ีเหมาะสมกับการเช่ือมพวกโลหะท่ีไมใชเหล็ก เชน นิกเกิล อะลูมิเนียม หรือการแลนประสาน เปนตน เปนเปลวไฟซ่ึงมีปริมาณแกสออกซิเจนผสมอยูนอยมาก มีอุณหภูมิสูงประมาณ 5,700 องศาฟาเรนไฮต หรือประมาณ 3,150 องศาเซลเซียส

6.3 เปลวออกซิไดซิงหรือเปลวเพิ่ม (Oxidizing Flame) เปลวเพิ่มจะมีปริมาณของแกสออกซิเจนมากกวาแกสอะเซทีลีน มีลักษณะเปนเปลวไฟ

สองช้ัน เปลวช้ันใน (Inner Cone) จะเล็กและส้ันกวาเปลวช้ันในของเปลวนิวทรัลหรือเปลวกลางและเปลวช้ันนอกก็หดส้ันเชนกัน ดังรูปท่ี 6.4 เนื่องจากเปลวไฟชนิดนี้มีแกสออกซิเจนอยูมาก เม่ือทําการเช่ือมแกสออกซิเจนจะไปผสมในเนื้อโลหะ จึงทําใหโลหะเช่ือมเปราะไมแข็งแรงเปนเปลวไฟเช่ือมท่ีมีความรอนแรงมากท่ีสุด

รูปท่ี 4.6 ลักษณะเปลวออกซิไดซิงหรือเปลวเพิ่ม (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :156)

106

วิธีการปรับเปลวออกซิไดซิง ข้ันแรกปรับใหไดเปลวนวิทรัลหรือเปลวกลางกอน แลวจึงคอย ๆ เปดวาลวแกสออกซิเจนเพ่ิมจํานวนแกสออกซิเจนใหมากกวาอะเซทีลีน จะไดเปลวช้ันในส้ัน เนื่องจากเปลวออกซิไดซิงมีแกสออกซิเจนมาก มีความรอนแรง และจะมีเสียงดังออกมาดวย

อุณหภูมิของเปลวออกซิไดซ่ิงประมาณ 6,300 องศาฟาเรนไฮต (3,400 o C) เปลวเพิ่มอยางออนใชสําหรับการเช่ือมประสานทองเหลืองและการแลนประสาน เปนตน อุปกรณการเชือ่มดวยออกซี-อะเซทิลีน อุปกรณท่ีใชสําหรับการเช่ือมแกสท่ีจําเปนในการใชโดยท่ัวไปสําหรับการเชื่อมแกส มีดังนี ้

1. ถังออกซิเจน 7. แวนตาเช่ือมแกส 2. ถังแกสอะเซทิลีน 8. เข็มแยงหัวทิพ 3. เคร่ืองควบคุมความดัน 9. ท่ีจุดไฟแกส 4. สายเช่ือมแกส 10. ประแจ 5. หัวเช่ือมแกส 11. อุปกรณรักษาความปลอดภัย 6. หัวทิพเช่ือม หรือหัวฉีด

รูปท่ี 4.7 แสดงอุปกรณเช่ือมแกส (ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :30)

1. ถังออกซิเจน (Oxygen cylinder) ถังออกซิเจนท่ีมีใชกันอยูแบงออกเปน 2 ประเภท ไดแก

1.1 ถังบรรจุออกซิเจนชนดิแกส

107

ถังบรรจุออกซิเจนชนดิแกสมีหลายขนาดต้ังแต 20 ลูกบาศกฟุต จนถึง 300 ลูกบาศกฟุต สําหรับประเทศไทยนิยมใชขนาด 6 ลูกบาศกเมตร โดยอัดออกซิเจนดวยความดันประมาณ 2,200 ปอนดตอตารางนิ้ว โดยการวัดท่ีอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส

ถังออกซิเจนประกอบดวยสวนใหญๆ 3 สวน คือ 1. ตัวถังบรรจุออกซิเจน

ถังบรรจุออกซิเจนผลิตดวยวีการอัดข้ึนรูป หรือตีข้ึนรูปแลวนําไปอบชุบและจะตองผานการทดสอบแรงดันประมาณ 2 เทาของแรงดันใชงาน คือ ประมาณ 3,360 ปอนดตอตารางนิ้ว ในระหวางการใชงานตองมีการทดสอบใหมๆ ทุก 10 ปในการผลิต, การทดสอบ, การบรรจุ, การกําหนดเคร่ืองหมาย และการบํารุงรักษา จะตองอยูภายใตเง่ือนไขของมาตรฐานใดมาตรฐานหน่ึง โดยมีการตอกมาตรฐานและรายละเอียดตางๆ ไวท่ีบาสวนบนของขวดใหมองเห็นไดชัดเจน ในปจจุบันนี้มีการผลิตถังบรรจุออกซิเจนท่ีมีน้ําหนักเบา และมีความจุมากข้ึน เนื่องจากมีการพัฒนาทางดานความแข็งแรงของวัสดุท่ีจะนํามาทําถังสูงข้ึนกวาท่ีกําหนดมาตรฐานเดิม เชน ถังผลิตข้ึนมาใหมสามารถบรรจุออกซิเจนไดความดันสูงถึง 183 Bar ซ่ึงเดิมสมารถบรรจุไดไมเกิน 150 Bar เปนตน 2. วาลวหรือล้ินหัวถังออกซิเจน ( Oxygen Cylinder Valve ) วาลวหวัถังออกซิเจนประกอบไวท่ีสวนหวัของถัง ซ่ึงเปนประตูปด – เปดใหออกซิเจนไหลออกจากถังโดยออกแบบเปนพิเศษใหสามารถทนแรงดันไดสูง ซ่ึงวาลวทําดวยทองเหลืองตีอัดข้ึนรูป

รูปท่ี 4.8 ถังบรรจุออกซิเจน

(ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :31)

108

3. ฝาครอบปองกันวาลว (Safety Cap) ฝาครอบปองกันวาลวหัวแข็งของออกซิเจน มีลักษณะเหมือนถวยมีเกลียวสําหรับขันยึดกับเกลียวท่ีคอของถังออกซิเจน โดยปกติเปนเกลียวขนาดเสนผานศูนยกลาง 3 1/8 นิ้ว ระยะฟนเกลียวขนาด 7 หรือ 11 เกลียวนิ้ว ซ่ึงมีหนาท่ีปองกันวาลวหวัถังชํารุดอันเนื่องมาจากการขนสง หรือ อุบัติเหตุลมลง ถาไมมีฝาครอบวาลวปองกนัแลว เม่ือเกิดอุบัติเหตุดังกลาวข้ึน อาจจะทําใหออกซิเจนในถังไหลออกมาชวยการเผาไหมวัสดุขางเคียงได หรืออาจทําใหถังพุงเหมือนจรวด 1.2 ถังบรรจุออกซิเจนเหลว ถังบรรจุออกซิเจนท้ังชนดิเหลวและชนดิแกสท่ีมีมาตรฐานเดียวกนัจะมีขนาดความสูงเทากัน แตเสนผานศูนยกลางของถังบรรจุออกซิเจนชนดิเหลวจะโตเปน 2 เทาของถังบรรจุออกซิเจนชนดิแกส (รูปท่ี 4.4) ถังบรรจุออกซิเจนเหลวจะซับซอนกวาถังบรรจุออกซิเจนชนิดแกส โดยสรางเปน 2 ช้ัน ช้ันในทําดวยเหล็กกลาไรสนิม และช้ันนอกทําดวยเหล็กกลาคารบอน ระหวางช้ันในกับช้ันนอกบรรจุดวยวัสดุกันความรอนในสภาวะสุญญากาศ ซ่ึงผนังดานในของถังช้ันนอกจะสัมผัสอยูกับทอทางออกของออกซิเจน การทํางานของถังนั้นจะใชแรงดันภายในถัง ดันออกซิเจนเหลวออกจากถังช้ันใน ไหลผานตามทอท่ีติดอยูกับผนังทอดานนอกและเปล่ียนสภาพกลายเปนแกส หัวถังบรรจุออกซิเจนเหลวจะมีเกจบอกปริมาณของออกซิเจนเหลวภายในทอวาเหลืออยูมากนอยแคไหน สวนวาลวนิรภัยทําหนาท่ีระบายออกซิเจนในถังออกทางทอทางออกเม่ือออกซิเจนภายในถังมีความดันสูงเกินกวา 235 ปอนดตอตารางนิ้ว ซ่ึงอาจเกิดข้ึนเม่ือออกซิเจนเหลวไดรับความรอนสูงกวาปกติ อัตราการไหลของออกซิเจนข้ึนอยูกับปริมาณความรอนท่ีผานเขาไปในถังออกซิเจนเหลว

109

รูปท่ี 4.9 แสดงภาพตัดถังบรรจุออกซิเจนชนิดเหลว


ขอควรระวังในการขนยายและเก็บรักษาออกซิเจน การเก็บออกซิเจนท่ีมีแรงดนัท่ีสูงมากไวในถังนั้น จะตองระมัดระวังเปนพิเศษ และปฏิบัติอยางเครงครัดดังนี ้

- ถังออกซิเจนท้ังหมดจะตองบอกวันท่ีทําการทดสอบถัง - ไมควรเก็บถังออกซิเจนไวในท่ีมีอุณหภูมิเปล่ียนแปลงมากๆ - ไมควรเก็บถังออกซิเจนไวใกลน้ํามัน จาระบี และข้ัวตอไฟฟา - เม่ือออกซิเจนผสมกับน้ํามันหรือจาระบี อาจจะเกิดระเบิดอยางรุนแรง - ไมควรถอดฝาครอบของถังออกซิเจนในขณะเคล่ือนยาย - เม่ือถังชํารุดไมควรใชและควรแจงบริษัทผูแทนจําหนายมาแกไขโดยดวน

2. ถังแกสอะเซทิลีน (Acetylene cylinder)

ถังบรรจุแกสอะเซทิลีนนั้น จะบรรจุความดันท่ีต่ํากวาถังออกซิเจน ดังนั้นการสรางถังบรรจุแกสอะเซทิลีน จึงไมจําเปนตองอัดข้ึนรูปเหมือนกับถังออกซิเจน เพียงแตใชเหล็กแผนมามวนข้ึนรูปแลวเช่ือมประกอบก็เพียงพอ สวนภายในถังจะบรรจุไวดวยวัสดุฟองน้ํา เชน Balsa Wood ถานหรือเอสเบสตอส เพ่ือดูดซึมอะซีโตนเหลว ซ่ึงอะซีโตนเหลวน้ีสามารถดูดซึมแกสอะเซทิลีนเหมือนกับสําลีดูดซุมน้ํา ดังน้ันถังบรรจุอะเซทิลีนจึงสามารถบรรจุแกสอะเซทิลีนท่ี แรงดันสูงถึง 300 ปอนดตอตารางนิ้วไดอยางปลอดภัย แตถาเปดแกสอะเซทิลีนออกจากถังบรรจุดวยความดันท่ีสูงกวา 15 ปอนดตอตารางน้ิวแลว อาจจะทําใหแกสอะเซทิลีนแยกตัวออกเปนคารบอนและไฮโดรเจน จะเกิดความรอนและอุณหภูมิเพิ่มข้ึน อาจทําใหเกิดการระเบิดได สําหรับสวนบนและสวนกนของถังจะติดปล๊ักท่ีเช่ือมติดไวดวยวัสดุท่ีมีจุดหลอมเหลวตํ่าเอาไว เม่ือมีอุณหภูมิสูงกวา 212 องศาฟาเรนไฮด ปล๊ักจะหลุดออกเพื่อใหแกสระบายท้ิง ซ่ึงเปนการปองกันการระเบิด

110

รูปท่ี 4.10 แสดงลักษณะภายในของถังแกสอะเซทิลีน (ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม :38)

ขอควรระวัง - ถังแกสอะเซทิลีนจะตองผานการทดสอบตามมาตรฐานที่นํามาใชงาน - ถังแกสอะเซทิลีนท่ีเกิดการร่ัวซึมหรือชํารุด ควรจะรายงานสงกลับคืนผูขายไมควรแกไข

หรือซอมแซมเอง - แกสอะเซทิลีน (ท่ีไมไดบรรจุอะซีโตน) ไมควรเก็บไวดวยแรงดันสูงเกินกวา 15 ปอนด

ตอตารางนิ้ว - ถาตองการเก็บถังแกสอะเซทิลีนจํานวนมากในท่ีใกลกบัถังของออกซิเจน ตองทําผนัง

ชนิดทนไฟกัน้ระหวางออกซิเจนและอะเซทิลีน - ถังอะเซทิลีนจะตองอยูในตําแหนงต้ังเสมอ โดยเฉพาะขณะเปดวาลวใชงานหามนอนถัง

โดยเดด็ขาด เพราะจะทําใหอะซีโตนภายในถังแกสไหลออกมากับแกส - หามเก็บถังอะเซทิลีนไวในท่ีมีความรอนสูง

วาลวหรือล้ินถังแกสอะเซทิลีน

วาลวถังอะเซทิลีนจะประกอบอยูสวนบนของถังแกสอะเซทิลีน มีหนาท่ีปดเปดแกสภายในถังตามตองการ วาลวของถังอะเซทิลีนจะไมเหมือนกับวาลวของถังออกซิเจน เนื่องจากถังออกซิเจนมีแรงดันสูงกวา

3. เคร่ืองควบคุมความดนัแกส

อุปกรณท่ีใชสําหรับวัดความดันของแกสกคื็อ เคร่ืองควบคุมความดันแกส ในหนาปดนั้นจะบอกความดนัเปนปอนดตอตารางนิ้ว การเลือกใชความดันของแกสสําหรับเช่ือมและตัดข้ึนอยูกับขนาดของหัวทิพและความหนาของช้ินงาน จะเหน็วาการใชความดันของแกสเพ่ิมข้ึนเม่ือเช่ือมหรือตัดงานท่ีมีความหนาเพ่ิมข้ึนแตถาใชความดันแกสสูงเกินไปจะทําความเสียหายแกเคร่ืองควบ-คุมความดันและสายเช่ือมได หนาท่ีของเคร่ืองควบคุมความดันแกส เคร่ืองควบคุมความดันเปนหัวใจของระบบเช่ือมและตัดดวยแกส มีหนาท่ีสําคัญดังนี้

- ลดความดันสูงจากแหลงกําเนิดใหต่ําลงเพือ่นําไปใชงาน - สามารถตั้งความดันใหไดตามตองการ - ควบคุมอัตราการไหลของแกสใหสมํ่าเสมอ

111

- ปองกันไฟกลับเขาถัง การแบงชนิดเคร่ืองควบคุมความดันแกส เคร่ืองควบคุมความดันท่ีใชในการเช่ือมมีอยูหลายชนิดดวยกัน ซ่ึงมีท้ังชนิดประกอบเขา

กับถังแกสและทอสงแกส แตอยางไรก็ตามเคร่ืองควบคุมความดันตางๆ นั้น แบงออกได 2 ชนิดใหญๆ คือ

1. เคร่ืองควบคุมความดนัสองขั้นตอน (Two Stage Regulators ) เปนอุปกรณท่ีมีการลดความดันของแกสกอนจะนําไปใชงานถึง 2 ข้ันตอน คือ

ในข้ันตอนแรกลดความดันสูงจากถังบรรจุแกสดวยแรงสปริงท่ีตั้งมาจากโรงงานผูผลิต เชน ออกซิเจนความดันสูงภายในถังบรรจุประมาณ 2,200 ปอนดตอตารางนิ้ว ในข้ันตอนแรกจะลดลงใหเหลือประมาณ 200 ปอนดตอตารางนิ้ว และในข้ันตอนท่ีสองลดจาก 200 ปอนดตอตารางนิ้ว ใหเหลือตามความตองการท่ีจะนํามาใชงาน เคร่ืองควบคุมความดันชนิดนี้สามารถจายแกสออกไปใชงานไดสมํ่าเสมอดีกวาแบบข้ันตอนเดียว

รูปท่ี 4.11 เคร่ืองควบคุมความดันแกสแบบสองข้ันตอน

(ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม:47)

112

รูปท่ี 4.12 เคร่ืองควบคุมความดันแกสแบบข้ันตอนเดยีว (ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม:42)

2. เคร่ืองควบคุมความดนัแบบข้ันตอนเดยีว (Single Stage Regulators) เคร่ืองควบคุมความดันชนิดข้ันตอนเดยีว จะทําหนาท่ีลดความดันสูงจากถังบรรจุ

แกส เปนความดันต่ําท่ีนําไปใชในงานเพียงข้ันตอนเดียวเทานั้น โดยปรับท่ีสกรูปรับความดัน เคร่ืองควบคุมความดันชนิดนี้มีราคาถูกกวาชนิดสองข้ันตอน และอัตราการไหลของแกสคงท่ีพอควร การเชื่อมโดยใชหัวเช่ือมหลายหัวพรอมกันท่ีตองการปริมาณของแกสสูง ควรเลือกใชเคร่ืองควบคุมความดันแบบข้ันตอนเดียว ซ่ึงใหปริมาณการไหลของแกสสูงกวาสองข้ันตอน

4. สายเชื่อมแกส (Hose) สายเช่ือมแกส มีหนาท่ีสงแกสอะเซทิลีนและออกซิเจนจากเคร่ืองควบคุมความดันไปยัง หัวเช่ือม การดูแลรักษาสายเช่ือมท่ีดจีะชวยใหเกิดความปลอดภัยและการทํางานท่ีมีประสิทธิภาพ สายเช่ือมท่ีใชมีอยูท้ังชนิดสายเดยีวและสายคูซ่ึงสามารถทนตอแรงอัดไดถึง 400 ปอนดตอตารางน้ิว โดยท่ัวไปสายเช่ือมทําดวยวสัดุสังเคราะหหรือยางธรรมชาติผสมโดยใชเสนใยไนลอนหรือลินินถักเสริมความแข็งแรงอยูภายในยาง ทําใหสามารถโคงงอไดและทนทาน สายเช่ือมมีอยูหลายสี ซ่ึงแตละสีจะใชงานตางกันคือ สีเขียวหรือสีดําใชกบัออกซิเจนและขอตอท้ังหมดเปนเกลียวขวา สวนสายเช่ือมสีแดงใชกับแกสอะเซทิลีน และขอตอเปนเกลียวซายท้ังหมด สําหรับนัดเกลียวซายจะบากเปนรองตัววีโดยรอบ สายเช่ือมท่ีใชกันมีหลายขนาดคือ ขนาดเสนผานศูนยกลางรูในตั้งแต 3/16 นิ้ว ¼ นิ้ว ½ นิ้ว สวนความยาวตัดแบงไดตามความตองการ

รูปท่ี 4.13 แสดงโครงสรางของสายเช่ือมแกส ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม:52) (

ขอควรระวังในการใชสายเชือ่ม - สายเช่ือมท่ีผลิตออกมาจะโรยไวดวยแปงฝุน ดังนั้นควรเปาเอาฝุนแปงออกกอนใชงาน - ตองตรวจสอบสายเช่ือมกอนปฏิบัติงานทุกคร้ัง - อยาใหถังหรืออุปกรณอ่ืนใดทับสายเช่ือม

113

- อยาใหสายเช่ือมบิดพันเปนเกลียวในขณะใชงาน - อยาใหสายเช่ือมถูกเปลวไฟ สแลก และสะเก็ดไฟ - ขณะทําการอยาใชสายเช่ือมพาดตามรางกาย 5. หัวเชื่อม (Welding Torch)

หัวเช่ือม เปนอุปกรณหลักของการเช่ือมแกสท่ีเปนทางผานของออกซิเจน และแกสอะเซทิลีน หัวเช่ือมประกอบดวยสวนใหญๆ ดังนี้

รูปท่ี 4.14 หัวเช่ือมแกส (ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม:54)

1. วาลวควบคุมการไหล (Control Valves) ในหัวเช่ือมจะมีวาลวควบคุมการไหล

อยู 2 ตัว คือตัวหนึ่งใชกับอะเซทิลีน ซ่ึงตอประกอบไวกับตัวหัวเช่ือมท่ีเขียนวา “Fuel” และมีเกลียวตอเปนเกลียวซาย สวนอีกตัวหนึง่ใชกับออกซิเจน ซ่ึงตอประกอบไวกับตัวหวัเช่ือมท่ีเขียนวา “Oxy” และเกลียวตอเปนเกลียวขวา 2. ตัวหัวเช่ือม (Torch Body) เปนทอกลวงและมีทอแกสกับทอออกซิเจนอยูภายในหัวเชื่อมยังเปนท่ีมือจับสําหรับการเช่ือมแกสอีดดวย

3. หัวทิพ (Torch Head) เปนสวนหวัปลายสุดของหัวเช่ือม และยังมีเกลียวสําหรับตอกับหองผสมแกส (Mixing Chamber) หัวเช่ือมแกสแบงออกเปน 2 ชนิด ตามลักษณะแรงดันของแกสอะเซทิลีน เนื่องจากวาแกสอะเซทิลีนท่ีใชกันอยูท้ังสองชนิดบรรจถัุงสําเร็จรูปท่ีมีความดันสูง ทําใหความสามารถควบคุมแรงดนัในการนําออกมาใชงานๆ ไดดี แลวยังสะดวกตอการใชงาน สวนอีกแบบหนึ่งเปนแบบท่ีเตรียมข้ึนเอง โดยนําเอาแคลเซียมคารไบดผสมกับน้ําในเคร่ืองกําเนิดแกส แตแรงดันตํ่าและควบคุมยาก ดงันั้นจึงแบงหวัเช่ือมออกเปน 2 แบบ คือ

1. แบบความดนัสมดุล (Equal Pressure Type)

114

หัวเช่ือมแบบความดันสมดลุ ใชกับแกสอะเซทิลีนแบบบรรจุถังสําเร็จ ซ่ึงใหความดันของแกสสูงกวาชนดิเคร่ืองกําเนิดจากแคลเซียมคารไบด โดยที่หัวเช่ือมชนดินี้ตองใช ความดันของแกสสูงพอท่ีจะดันเขาไปยังหองผสม สําหรับความดันของแกสโดยท่ัวไปแลวอยู ระหวาง 1-15 ปอนดตอตารางน้ิว หวัเช่ือมชนิดนี้บางทีกเ็รียกวา Balanced Pressure ความดันของออกซิเจนและแกสอะเซทิลีนโดยปกติแลวจะใชเทากนั

รูปท่ี 4.15 แสดงภาพตัดของกระบอกเช่ือมแบบความดนัสมดุล


2. แบบหัวฉีด (Injector Type) หัวเช่ือมแบบหัวฉีดเรียกอีกช่ือวา Low Pressure Type ซ่ึงเปนหัวเช่ือมท่ีใช ความดันของแกสอะซทิลีนต่ํา โดยเฉพาะแกสอะเซทิลีนท่ีไดจากเคร่ืองกําเนิดแกส และยังสามารถใชกับชนิดบรรจุถังสําเร็จไดอีกดวย หัวเช่ือมแบบหัวฉีดมีลักษณะเหมือนกับแบบความดันสมดุลจะแตกตางกันตรงโครงสรางภายใน โดยท่ีหัวเช่ือมดานในมีทอออกซิเจนอยูกลางและลอมรอบดวยแกสอะเซทิลีน โดยท่ีทอออกซิเจนจะมีความดันสูงกวาท่ีใชกับหัวเช่ือมแบบความดันสมดุล และออกซิเจนท่ีความดันสูงจะผานหัวฉีดเขาไปยังหองผสม พรอมกับดึงแกสอะเซทิลีนท่ีความดันต่ําเขาไปยังหองผสมดวย

115

รูปท่ี 4.16 แสดงภาพตัดของหัวเช่ือมแบบหัวฉีด (ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :41)

หัวทิพเชื่อม (Welding Tip) หัวเช่ือมทิพเหมือนกับทอทองแดงท่ีเจาะรูไว มีขนาดรูท่ีแตกตางกัน หัวทิพท่ีรูใหญจะใหเปลวไฟใหญสําหรับหัวทิพขนาดเล็กจะใหเปลวไฟเล็ก ขนาดของรูทิพจะกําหนดเปนเบอรโดยเบอรนอยขนาดรูหัวทิพเล็ก เบอรใหญขนาดรูทิพใหญ เชน เบอร 0 จะเล็กกวา เบอร 1 เปนตน หัวทิพท่ีจะใชงานตองทําความสะอาดและตองรักษารูใหกลมอยูเสมอ

รูปท่ี 4.17 หัวทิพเชื่อม (ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม:55)

การเลือกขนาดของหัวทิพนัน้ จะตองคํานงึถึงความหนาและชนิดของโลหะงานท่ีจะเช่ือม เชน ถาเลือกหัวทิพใหญเกนิไป จะทําใหแนวเช่ือมใหญและงานอาจทะลุ ถาเลือกหัวทิพขนาดเล็กไปจะทําใหเสียเวลามากเพราะปริมาณความรอนท่ีออกจากหัวทิพไมพอสําหรับการหลอมละลายงาน ถาขนาดหัวทิพใหญหรือเล็กเกินไปหามแกไขโดยการเพ่ิมหรือลดแรงดันแกส เพราะอาจเกิดอันตรายได เชน ไฟกลับเม่ือใชแรงดันแกสตํ่าเกินไป

6. แวนตาเชื่อมแกส (Welding Goggle) แวนตาเช่ือมแกส เปนอุปกรณปองกันตาจากแสงเช่ือมและสะเก็ดไฟเช่ือม แวนตาเชื่อมแกสจะตองยอมใหอากาศถายเทไดสะดวก ขณะสวมใส และตองเลือกกระจกกรองแสงใหเหมาะสม เชน เลนสเบอร 4 ใชสําหรับตัดหรือเช่ือมโลหะบาง เลนสเบอร 5-6 ควรใชสําหรับการตัดหรือเช่ือมโลหะหนา หรือเช่ือมเหล็กหลอ เปนตน

116

รูปท่ี 4.18 แวนตาเช่ือมแกส (ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :41)

7. เข็มแยงรูทิพ (Tip Cleaner) เข็มแยงรูหวัทิพใชทําความสะอาดรูหวัทิพ โดยไมทําใหรูหัวทิพขยายใหญข้ึน และไมทําใหเกดิรอยขีดขวนตอผนังรูภายใน

รูปท่ี 4.19 เข็มแยงรูทิพ ท่ีมา : เธียรชัย บุณยะกุล และ อําพลซ่ือตรง :7) (

8. ท่ีจุดไฟแกส (Friction Lighter)

การจุดเปลวไฟเช่ือมจะตองใชท่ีจุดไฟแกสทุกคร้ัง อยาจุดดวยไมขีดไฟ หรือตอไฟจาก หัวเช่ือมอ่ืน การจุดไฟดวยไมขีด อาจจะไมปลอดภัยเนื่องจากไมขีดอยูใกลไฟเกินไป อาจทําใหเกิดการระเบิด

รูปท่ี 4.20 ท่ีจุดไฟแกส ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :42) (

ประแจ (Wrench)

9.

117

ประแจท่ีใชกบัอุปกรณเช่ือมแกส เปนประแจพิเศษท่ีผลิตจากโรงงานผูผลิตอุปกรณเช่ือมใหมีขนาดพอดีกับอุปกรณเช่ือม การถอดประกอบอุปกรณเช่ือมแกสทุกคร้ัง ควรใชประแจประจําเคร่ือง อยาใชประแจเล่ือน เพราะจะทําใหขอบสลักเกลียวชํารุดได

รูปท่ี 4.21 ประแจพิเศษสําหรับอุปกรณเช่ือมแกส


10. ลวดเชื่อม (Filler rods) ลวดเช่ือมแกสท่ีใชสําหรับงานท่ัวๆไป คือ 1. ลวดเช่ือมเหล็ก (Mild Steel) 2. ลวดเช่ือมเหล็กออน (Cast iron) 3. ลวดเช่ือมเหล็กไรสนิม (Stainless Steel) 4. ลวดเช่ือมโลหะเจือสําหรับการบัดกรีแข็ง 5. ลวดเช่ือมอะลูมิเนียม (Aluminium) 5.1 อะลูมิเนียมผลิตโดยวิธีดงึ (Draw) 5.2 อะลูมิเนียม ผลิตโดยวิธีอัดผานแบบ (Extruded) 5.3 อะลูมิเนียม ผลิตโดยวิธีหลอ

ลวดเช่ือม Mild Steel Stainless Steel โลหะเจือสําหรับบัดกรีแข็ง อะลูมิเนียม บางชนิดทําเสนขนาดยาว 28 นิ้ว (ระบบเมตริกยาว 100 ซม.)

สําหรับลวดเช่ือมเหล็ก จะทําการเคลือบผิวดวยทองแดง สําหรับปองกันมิใหลวดเช่ือมเปนสนิมไดงาย ลวดเช่ือมมีขนาดความโตขนาดตางๆ คือ 1/32 ,3/32, 1/8 , 5/32 ,3/16 , ¼ , 5/16 , 3/8 นิ้ว

ลวดเช่ือมอะลูมิเนียมทําเสนขนาดยาว 36 นิ้ว หรือทําเปนมวน ลวดเชือ่มอะลูมิเนียมบางชนิดมีฟลักซหุมเพื่อสะดวกสําหรับการใชงาน ลวดเช่ือมนี้ทําเปนเสนยาว 28 นิ้ว

118

ลวดเช่ือมแกสแบงเปนเกรดตางๆ แตในท่ีนี้จะกลาวเฉพาะการแบงแบบ A.W.S เชน GA-50 , GA- 60 , GB –65 ,GB-56

ตามเบอรเกรดลวดเช่ือมขางบนนี้ อักษร G หมายถึง ลวดเช่ือมแกส อักษร A หมายถึงลวดเช่ือมท่ีมีคุณสมบัติยืดตัวไดสูง อักษร B หมายถึงลวดเช่ือมท่ีมีคุณสมบัติ ยืดตัวไดต่ํา เลข 45,50,60,65 หมายถึง ขนาดทนแรงดึงไดสูงสุด โดยใช 1000 PSI คูณกับเลขเหลานีจ้ะเปนคาแรงดึง

สูงสุด เชน 65 × 1,000 = 65000 PSI

11. ฟลักซ (Flux) American Welding Society (A.W.S) ใหคําจํากัดความของฟลักซ คือวัสดุท่ีใชสําหรับปองกันละลาย หรือขจัดตางๆของช้ินงาน การใชฟลักซ ใชเม่ือเปลวไฟใหความรอนแกโลหะหรืองานจนเกือบจะประสานเขาดวยกันดวยตะกั่วบัดกรี โลหะเงินเจือ, โลหะทองแดงเจือ หรือการเช่ือมโลหะหรือช้ินงานเขาดวยกัน ซ่ึงฟลักซทําหนาท่ีของมันขณะท่ีตะกัว่บัดกรีหรือโลหะบัดกรีเหลานั้นกําลังหลอมละลายหรืองานกําลังหลอมละลาย การเลือกใชฟลักซจะตองเลือกใชใหถูกตองกับโลหะท่ีจะทําการบัดกรี ซ่ึงอาจแบงไดตามวิธีการเช่ือมหรือการบัดกรีดงันี้คือ ฟลักซสําหรับการบัดกรีออนใชกบัช้ินงาน

- อะลูมิเนียม –ทองแดงเจือ – แผนเหล็กอาบสังกะสี- เหล็กแผน - ฟลักซสําหรับการบัดกรีแข็งใชกับช้ินงาน - อะลูมิเนียม –การเช่ือมบัดกรี –เหล็กหลอ –เหล็กไรสนิม

หลักการเชื่อมแกส การเช่ือมแกสเปนกระบวนการเช่ือมโลหะซ่ึงตองอาศัยความรอนจากเปลวไฟเช่ือมเพื่อเผาใหโลหะช้ินงานหลอมเหลวติดกัน ใชลวดเช่ือมเพิ่มเติมและประสานจนเปนแนวเช่ือม ดังไดกลาวมาแลว ซ่ึงมีเทคนิคการเช่ือมแกส (Gas Welding Technique) และทิศทางในการเช่ือมแบงไดเปน 2 แบบคือ การเช่ือมไปทางซายหรือเช่ือมเดินหนา และการเช่ือมไปทางขวาหรือเช่ือมถอยหลัง

119

รูปท่ี 4.22 แสดงมุมและทิศทางเทคนิคการเช่ือมแกส 2 แบบ (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :157)

สวนจะเลือกใชเทคนิคแบบใดนั้นข้ึนอยูกบัความหนาและลักษณะของช้ินงาน โดยท่ัวๆ ไปแลวมักจะเลือกใชเทคนิคการเช่ือมแบบเดินหนาหรือเช่ือมไปทางซาย เพราะโลหะช้ินงานท่ีนํามาเช่ือมแกสสวนใหญเปนโลหะคอนขางบาง ถาเปนช้ินงานหนามากข้ึนจะนิยมเช่ือมดวยไฟฟา

การเชื่อมไปทางซายหรือเชือ่มเดินหนา การเช่ือมแบบเดินหนา เปนการเช่ือมจากขวาไปซาย (Right to Left) สําหรับผูถนัดขวาเปลวไฟเช่ือมจากหัวเช่ือมพุงตรงไปในทิศทางเดียวกันกบัการเช่ือม ในงานเช่ือมท่ีตองใชลวดเช่ือมลวดเช่ือมจะเคล่ือนท่ีนําหนาเปลวไฟเช่ือม เทคนิคการเช่ือมแบบนี้ความรอนบางสวนจากเปลว หัวเช่ือมท่ีพุงไปยังช้ินงานจะเกิดการสะทอนไปในบรรยากาศ ความรอนท่ีไดรับจึงไมเต็มท่ี ซ่ึงจะเหมาะกับการเชื่อมโลหะบาง ๆ ซ่ึงมีความหนาไมเกิน 3 มิลลิเมตร น้ําโลหะแนวเช่ือมไหลเรียบขนาดแนวเช่ือมพอเหมาะ

รูปท่ี 4.23 ลักษณะการเช่ือมเดินหนา

(ท่ีมา : เธียรชัย บุณยะกุล และอําพล ซ่ือตรง 2545 :34)

การเชื่อมไปทางขวาหรือเชื่อมถอยหลัง

120

การเช่ือมแบบถอยหลังหรือเช่ือมไปทางขวา เหมาะกับการเช่ือมโลหะแผนหนาๆ ไดดีกวาแบบเดินหนา ปกติจะเช่ือมช้ินงานโลหะแผนหนาเกินกวา 3 มิลลิเมตรขึ้นไป เปลวไฟเช่ือมจะช้ีพุงตรงไปในทิศทางตรงกันขามกับทิศทางการเช่ือม ลวดเช่ือมตามหลังเปลวไฟเช่ือม ความรอนจากเปลวไฟเช่ือมพุงไปยังช้ินงานรวมตัวกันอยางสมบูรณ จึงใหความรอนสูง ลวดเช่ือมตองสายอยูในบอหลอมละลายตลอดเวลา ขณะเช่ือมตองสรางรูกุญแจ (Keyhole) ใหเกิดข้ึนอยางตอเนื่อง เพราะเปนการเช่ือมโลหะหนา เพื่อใหเกดิการหลอมละลายลึก (Penetration) ซึมตลอดดานหลังแนวเช่ือม ลักษณะเกล็ดแนวเช่ือมจะกวางและมีการซึมลึกไดอยางสมบูรณ

รูปท่ี 4.24 ลักษณะการเช่ือมถอยหลัง (ท่ีมา : เธียรชัย บุณยะกุล และอําพล ซ่ือตรง 2545 :34)

การเชื่อมเดินแนวโดยไมใชลวดเชื่อม

การฝกเช่ือมแกสแรกๆ ควรเร่ิมตนดวยการฝกเดินแนวโดยไมใชลวดเช่ือม (Running a Bead) หรือไมตองเติมลวดเชื่อมกอน เพือ่ฝกการปรับเปลวไฟเช่ือม ควบคุมเปลวไฟ หวัเช่ือมและบอหลอมละลาย เม่ือปฏิบัติในส่ิงเหลานีไ้ดถูกตอง จะทําใหไดแนวเช่ือมท่ีมีการหลอมละลายลึกสมบูรณ เกล็ดแนวสะอาดเรียบ สมํ่าเสมอ

121

รูปท่ี 4.25 สัญลักษณแนวเช่ือม

(ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :159)

ขอแนะนํา 1. ตองปรับเปลวไฟใหไดเปนเปลวนิวทรัลหรือเปลวกลางตลอดการเช่ือม 2. ช้ินงานตองสะอาด ปราศจากสนิม น้ํามัน จาระบี และสีตางๆ กอนการเช่ือม 3. เลือกขนาดหัวทิพใหถูกตอง เหมาะสมกับความหนาของช้ินงาน

รูปท่ี 4.26 ลักษณะการสายหัวเช่ือม (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :160)

4. เม่ือช้ินงานยังไมหลอมละลายโตพอเพียงกับขนาดท่ีตองการ ไมควรเคล่ือนท่ีหวัเช่ือม

ไปขางหนา 5. ควรสายหัวเช่ือมใหสมํ่าเสมอไดขนาดความโตของแนวเช่ือมตามตองการ และควบคุม

แนวเช่ือมใหตรงตลอดแนว

การเชื่อมเดินแนวทาราบใชลวดเชื่อม การเช่ือมเดินแนวทาราบโดยใชลวดเช่ือม (Making Beads with Welding Rod) เปนการเช่ือมซ่ึงไดแนวเช่ือมท่ีนูนโตกวา และแข็งแรงกวาการเช่ือมแบบไมใชลวดเช่ือม ลวดเช่ือมท่ีใชมีหลายขนาดและเปนโลหะหลายชนิด ชางเช่ือมจะตองเลือกใชใหถูกตองตามขนาดและชนิดของโลหะช้ินงานดวย การปฏิบัติการเช่ือมตองปฏิบัติสองมือ คือ มือซายจับลวดเช่ือม และมือขวาจับหัวเช่ือม ท้ังสองมือตองปฏิบัติใหสัมพันธกัน เพื่อจะไดแนวเช่ือมท่ีมีคุณภาพสมบูรณ

122

รูปท่ี 4.27 การเช่ือมเดินแนวทาราบใชลวดเช่ือม (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :161)

รูปท่ี 4.28 มุมลวดเช่ือมและการสายหวัเช่ือมท่ีถูกวิธี (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :162)

ขอแนะนํา 1. ช้ินงานตองสะอาด ปราศจากสนิม น้ํามัน จาระบี และสีตาง ๆ 2. ตองปรับเปลวไฟใหไดเปลวนิวทรัล ไมควรปรับออนหรือแรงจนเกนิไป 3. จับลวดเช่ือมดวยมือซาย ใหอยูในตําแหนงท่ีถูกตอง ดังรูปท่ี 6.15 4. ไมควรเติมลวดเช่ือม เม่ือบอหลอมละลายบนช้ินงานยังไมโตเพียงพอ 5. ควรรักษามุมหัวทิพ มุมลวดเช่ือม และระยะหางของกรวยเปลวไฟใหไดขนาดถูกตอง

ตลอดการเช่ือม

123

รูปท่ี 4.29 แสดงวิธีจับลวดเช่ือมท่ีถูกตอง (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :163)

การเชื่อมตอชนทาราบ

การเช่ือมตอชนทาราบ (Making Butt Welds) เปนวธีิการเช่ือมซ่ึงนิยมใชกันมากในงานอุตสาหกรรมและงานเช่ือมทั่วไป เปนการงายตอการประกอบเตรียมงานและไดแนวเช่ือมท่ีแข็งแรง การหลอมละลายลึกสมบูรณตลอดดานหลังของรอยตอ การเช่ือมดวยวิธีนี้สวนใหญตองเติมลวดเช่ือมดวยเสมอ

รูปท่ี 4.30 การเช่ือมตอชนทาราบ (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :163)

รูปท่ี 4.30 ลักษณะการวางชิ้นงานกอนการเช่ือมยึด (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :164)

124

รูปท่ี 4.31 แสดงระยะหางช้ินงานกอนและหลังการใชความรอน (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :164)

รูปท่ี 4.32 ลักษณะตําแหนงตาง ๆ ท่ีถูกตองสําหรับการเช่ือมตอชนทาราบ (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :165)

ขอแนะนํา 1. เปลวไฟเช่ือมตองเปนเปลวนิวทรัลเสมอ เม่ือเปลวไฟเปล่ียนไปตองรีบปรับใหม 2. ขณะเช่ือมตองสรางบอหลอมละลายใหทะลุออกดานหลังเปนรูกุญแจอยางตอเนือ่งให

ตลอดแนว จะทําใหการหลอมละลายลึกสมํ่าเสมอ 3. ควบคุมรักษามุมของหัวเช่ือมและลวดเชื่อมท่ีกระทํากับช้ินงานใหถูกตองตลอดแนว

เช่ือม ซ่ึงทํามุมโดยประมาณ 45 องศา กับช้ินงาน

การเชื่อมตอมุม การเช่ือมตอมุม (Outside Corner Welds) เปนวิธีเช่ือมวธีิหนึ่งซ่ึงเหมาะกับการฝกเช่ือมในระยะแรกๆ เพื่อใหเกิดทักษะในการปรับเปลวไฟและควบคุมบอหลอมละลายใหสมบูรณสมํ่าเสมอตลอดแนว งานเช่ือมตอมุมดวยวิธีนี้จะเติมลวดเช่ือมหรือไมเติมก็ได สวนใหญถาเปนแมเหล็กบางก็ไมจําเปนตองเติมลวดเช่ือม แตอาศัยเนือ้โลหะตรงขอบมุมหลอมละลายแทนลวดเชื่อมได

125

รูปท่ี 4.33 การเช่ือมตอมุม

ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :166) (ขอแนะนํา 1. การเช่ือมยึดเพือ่เตรียมช้ินงานกอนเช่ือม ควรวางช้ินงานใหถูกตอง โดยใหขอบ

ช้ินงานสัมผัสตลอดแนว เพราะถาเตรียมงานไมได จะไดแนวเช่ือมไมเรียบและอาจทะลุไดงาย 2. ปรับเปลวไฟใหเปนเปลวนิวทรัลตลอดเวลาและรักษาระยะหางของกรวยเปลวไฟอยาง

ถูกตองตามความเหมาะสม 3. ควบคุมบอหลอมละลายใหมีขนาดโตสม่ําเสมอตลอดแนว ถาบอหลอมละลายยังไมโต

เพียงพออยาเคลื่อนท่ีหัวเช่ือมไปขางหนา

การเชื่อมรอยตอเกย การเช่ือมรอยตอเกย (Lap Welds) เปนท่ีนิยมนํามาใชเช่ือมตอกันมากในงานอุตสาหกรรม การเตรียมรอยตอกระทําไดงาย เช่ือมไดรวดเร็วและมีความแข็งแรง นยิมใชเช่ือมถังน้ํามันเช้ือเพลิง (Oil Fuel Tank) เปนตน การเตรียมรอยตอคือ การนําโลหะช้ินงานท่ีจะตอเขาดวยกันมาวางซอนเกยกันแลวเช่ือมแนวยึดช้ินงานท้ังสอง การเช่ือมรอยตอเกยตอเกยจําเปนตองเติมลวดเช่ือมดวยเสมอ

รูปท่ี 4.34 การเช่ือมรอยตอเกย


ขอแนะนํา

126

1. ตองเผาช้ินงานใหเกิดบอหลอมละลายเสียกอน แลวจึงเติมลวดเช่ือมลงไป 2. เปลวไฟจากหัวเช่ือมตองช้ีไปในทิศทางการใหความรอนแกช้ินงานแผนลางมากกวา

ช้ินงานแผนบน เพื่อใหช้ินงานแผนลางหลอมละลายพรอม ๆ กับช้ินงานแผนบน

การเชื่อมรอยตอตัวที รอยตอตัวที (Tee or Fillet Welds) เปนการวางชิ้นงานท้ังสองเปนมุมฉากซ่ึงกันและกัน ลักษณะคลายรูปตัวที การเช่ือมและแนวเชื่อมคลายกับการเช่ือมรอยตอเกย แนวเช่ือมของรอยตอตัวทีและรอยตอเกยเรียกวา แนวเช่ือมแบบฟลเลท

รูปท่ี 4.35 สัญลักษณการเช่ือมรอยตอตัวที

(ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :170) ขอแนะนํา

1. การเช่ือมรอยตอตัวที มักจะเกิดรอยแหวงท่ีขอบแนวเช่ือมบนช้ินงานแผนต้ังไดงายจึงควรระวัง โดยเฉพาะการปอนหรือเติมลวดเช่ือม ควรเติมจากดานบนของบอหลอมละลาย เพื่อหลีกเล่ียงรอยแหวงดังกลาว

2. ตองปรับเปลวไฟเชื่อมใหไดเปลวนวิทรัลตลอดการเช่ือม และรักษาขนาดของแนวเช่ือมใหเทากนัตลอดแนว

รูปท่ี 4.36 แสดงการเกิดรอยแหวง (Undercut) บนแผนต้ัง


127

การเชื่อมตอชนเชื่อมไปทางขวา

การเช่ือมไปทางขวาหรือเช่ือมถอยหลัง เหมาะกับการเชื่อมโลหะงานท่ีหนาเกินกวา 3 มิลลิเมตรข้ึนไป ไมนิยมใชเช่ือมกับโลหะช้ินงานบาง การเช่ือมแบบนี้ลวดเช่ือมจะสายวนและเคล่ือนท่ีอยูในบอหลอมละลายตลอดเวลา และลวดเช่ือมจะเคล่ือนท่ีตามหลังเปลวไฟเช่ือม การเช่ือมตอชนบากงานดวยวิธีเชื่อมแบบถอยหลัง เปนการเช่ือมท่ีคอนขางยาก เหมาะกับการฝกเพื่อเตรียมสําหรับการเชื่อมตอทอเหล็กหนา ซ่ึงตองเช่ือมดวยวิธีนี ้

รูปท่ี 4.37 การเช่ือมตอชนบากงาน (Beveled Butt Welding) (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 :172)

ขอแนะนํา 1. การเช่ือมไปทางขวา แนวแรกจะตองใหเปลวไฟหลอมละลายช้ินงานจนเกิดเปนรู

กุญแจกอน แลวจึงเติมลวดเชื่อมและตองรักษารูกุญแจไปเร่ือยๆ จนสุดแนวเช่ือม 2. ลวดเช่ือมตองสายวนอยูในบอหลอมละลายตลอดเวลา และเคล่ือนท่ีตามหลังหัวเช่ือม 3. ตองรักษาเปลวไฟใหเปนเปลวนิวทรัลตลอดการเช่ือม

128

รูปท่ี 4.38 แสดงการเช่ือมตอชนไปทางขวา


การเชื่อมไฟฟา (Arc welding)

การเช่ือมโดยใชกระแสไฟฟาเปนพลังงาน มี 2แบบ คือ การเช่ือมแบบความตานทาน (Resistance welding) และการเช่ือมแบบอารค (Arc welding) วิธีเช่ือมดวยไฟฟาแบบอารคมีหลักการจากการไหลของกระแสไฟฟาผานชองวาง ในบรรยากาศของแกสจากตัวนําไฟฟาตัวหนึ่งไปยังตัวนําไฟฟาอีกตัวหนึ่ง การไหลของกระแสไฟฟาดังกลาว เรียกวาอารค ผลจากการอารคทําใหเกิด ความรอนประมาณ 10,000 –12,000 องศาฟาเรนไฮด การอารค คือ การท่ีกระแสไฟฟาไหลระหวางข้ัว โดยวิ่งผานลําอิออนของแกส ซ่ึงเรียกวา “พลาสมา” ระยะหางระหวางข้ัวท้ังสองสําหรับงานเช่ือม คือระยะหางระหวางปลายลวดเชื่อมกับช้ินงาน บริเวณอารคสามารถแบงออกไดเปน 3 บริเวณ ตามลักษณะการกําเนิดความรอน ไดแก

- แคโทด (Cathode) - แอโนด (Anode) - ลําอารค (Arc Plasma)

การเช่ือมไฟฟาตองการกระแสจํานวนมาก แตแรงดันตํ่า เพื่อใหไดความเขมของอิเล็กตรอนมากพอท่ีจะนําพากระแสอิเล็กตรอนประจุลบพรอมกับอิออนประจุลบของพลาสมาจะวิ่งเขาสูแอโนดข้ัวบวก ขณะเดียวกันอิออนประจุบวกจะวิ่งกลับทางจากแอโนดเขาหาแคโทดอิออนลบ คืออะตอมท่ีไดรับอิเล็กตรอนเพิ่มมากกวาสมดุล จึงมีประจุลบ สวนอิออนบวก คืออะตอมท่ีสูญเสียอิเล็กตรอนจากสมดุล จึงมีประจุบวก ความรอนที่เกิดข้ึนท่ีข้ัวของแคโทดทั้งหมด เกิดจากอิออนบวกวิ่งกระแทกผิวหนาของแคโทด สําหรับความรอนท่ีเกิดข้ึนท่ีข้ัวแอโนดท้ังหมดเกิดจากอิเล็กตรอนวิ่งกระแทกแอโนด

129

รูปท่ี 4.39 ลักษณะของการอารค ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :58) (

การเช่ือมไฟฟาท่ีจะกลาวถึงตอไปนี้คือ การเช่ือมไฟฟาดวยลวดเช่ือมมีฟลักซ ( Shielded Metal Arc Welding) หรือเรียกวา การเชื่อมดวยธูปเช่ือม ซ่ึงเปนขบวนการเช่ือมท่ีใชกันอยางแพรหลาย เนื่องจากตนทุนตํ่า งานท่ีเช่ือมดวยขบวนการน้ีไดแก ทอสงแกส ทอสงน้ํามัน งานโครงสราง งานชางกลเกษตร และ อ่ืนๆ ขอดีของขบวนการเช่ือมแบบนี้คือ สามารถเช่ือมไดท้ังโลหะท่ีเปนเหล็กและไมใชเหล็ก ท่ีมีความหนาต้ังแต 1.2 มม. ข้ึนไป และสามารถเช่ือมไดทุกทาเช่ือม หลักการเชื่อมไฟฟาดวยลวดเชื่อมมีฟลักซ การเช่ือมไฟฟาดวยลวดเช่ือมมีฟลักซ คือกรรมวิธีการตอโลหะใหติดกัน ซ่ึงไดรับความรอนจากการอารคระหวางลวดเช่ือมไฟฟา กับ ช้ินงาน ความรอนท่ีเกิดจากการอารคสูงประมาณ 6,000 องศาฟาเรนไฮด เพื่อหลอมละลายโลหะใหติดกันโดยโลหะแกนลวดเชื่อมทําหนาท่ีเปนตัวนํากระแสไฟฟา และละลายเปนเนื้อโลหะเช่ือม สวนฟลักซท่ีหุมลวดเช่ือมจะไดรับความรอนและหลอมละลายปกคลุมรอยเชื่อมเอาไว เพื่อปองกันอากาศภายนอกเขามาทําปฏิกิริยากับรอยเชื่อม พรอมท้ังชวยลดอัตราการเย็นตัวของรอยเชื่อมอีกดวย เม่ือเย็นตัวแลวฟลักซจะแข็งและเปราะเหมือนแกวเรียกวา สแลก (Slag)

130

รูปท่ี 4.40 การเช่ือมไฟฟาดวยการอารค

ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :3) ( กระแสเชื่อม (Welding Current)

กระแสเชื่อมไฟฟามีอยู 2 ชนิด คือ - กระแสสลับ (Alternating Current : AC) - กระแสตรง (Direct Current : DC)

กระแสเช่ือมท่ีจายไปยังปลายลวดเช่ือมและช้ินงานสามารถควบคุมไดดวยเคร่ืองเช่ือม โดยไมคํานึงถึงวาจะเปนเคร่ืองเช่ือมชนิดใด ในปจจุบันเคร่ืองเช่ือมสําหรับลวดเช่ือมมีฟลักซไดพัฒนาไปมาก โดยเฉพาะความสมํ่าเสมอของการอารคเคร่ืองกระแสสลับ สามารถเทียบไดกับเคร่ืองกระแสตรง กระแสไฟสลับ (AC) การเช่ือมไฟฟานั้น เคร่ืองเชื่อมจะเปนตัวจายกระแสไฟสลับ ซ่ึงเปนกระแสไฟท่ีมีทิศทางการเคล่ือนท่ีสลับกันเปนคล่ืน โดยใน 1 ไซเกิล จะมีกระแสผาน 0 จํานวน 2 คร้ัง ผานคล่ืนบวก 1 คร้ัง และผานคล่ืนลบ 1 คร้ัง ในชวงของคล่ืนบวก อิเล็กตรอนจะไหลไปในทิศทางหนึ่ง และในชวงคล่ืนลบ อิเล็กตรอนจะไหลไปในทิศทางตรงขามกับท่ีไหลในชวงคล่ืนบวก กระแสไฟปกติจะมีความถ่ี 50 ไซเกิล ซ่ึงหมายความวาใน 1 วินาที จะเกิดไซเกิลดังกลาว 50 คร้ัง แตกระแสสลับท่ีใชในการเช่ือม TIG นั้นจะตองมีความถ่ีสูงกวานี้ จากรูปท่ี 6.2 ใน 1ไซเกิลประกอบดวยไฟตรงตอข้ัวตรงกับไฟตรงตอกลับข้ัวรวมกันไว และจะเห็นวาชวงท่ีกระแสผาน 0 เปลวอารคจะดับลง

รูปท่ี 4.41 แสดงลักษณะคล่ืนของไฟกระแสสลับ 1 ไซเกิล ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :56) (

131

กระแสไฟตรง (DC) กระแสไฟเช่ือมชนิดกระแสตรง เปนกระแสท่ีมีอิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีในทิศทางตามยาวของตัวนําในทิศทางเดียวกันเทานั้น ซ่ึงการเคล่ือนท่ีของอิเล็กตรอนน้ันเปรียบเสมือนน้ําประปาท่ีไหลในทอกระแสไฟสลับมีการเปล่ียนข้ัว 100 คร้ังตอวินาที แตกระแสไฟตรงจะไหลจากข้ัวหนึ่งไปตลอด โดยไมมีการเปล่ียนแปลงข้ัว และสามารถเปล่ียนกระแสไฟสลับเปนกระแสไฟตรงได โดยใชเคร่ืองเรียงกระแส

รูปท่ี 4.42 แสดงลักษณะคล่ืนของกระแสไฟตรงท่ีไดจากเคร่ืองเรียงกระแส (ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :56)

วงจรพื้นฐานของการเชื่อมไฟฟา (Basic Arc Welding Circuit) วงจรพ้ืนฐานของการเช่ือมไฟฟาประกอบดวยอุปกรณหลัก ไดแก เคร่ืองเช่ือมซ่ึงเปนตนกําลังในการผลิตกระแสเช่ือมในวงจร โดนเคร่ืองเช่ือมจะจายกระแสไปตามสายเช่ือมจนถึงช้ินงานและลวดเช่ือม เพื่อใหเกิดการอารคข้ึนในระหวางปลายลวดเช่ือมกับช้ินงาน

รูปท่ี 4.43 วงจรของการเช่ือมไฟฟา

(ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม :120)

ขั้วไฟเชื่อม เคร่ืองเช่ือมไฟกระแสตรง สามารถเปล่ียนข้ัวไฟไดจากข้ัวหนึ่งเปนอีกข้ัวหนึ่ง เพื่อคุณภาพของการใชงานเช่ือม การเปล่ียนข้ัวเช่ือมทําไดโดยการเปล่ียนข้ัวสายเชื่อมท่ีเคร่ืองเช่ือม แตเคร่ืองรุนใหมไมจําเปนตองเปล่ียนข้ัวสาย ใชเปล่ียนดวยสวิตซท่ีอยูดานหนาของเคร่ืองเช่ือมแทน

132

กระแสไฟสลับไมจําเปนตองเปล่ียนข้ัวสายเช่ือม เนื่องจากกระแสไฟสลับมีการเปลี่ยนข้ัวในหลายๆคร้ังตอวินาที ดังนั้นจึงไมตองคํานึงถึงข้ัวของกระแสไฟฟา เคร่ืองเชื่อมไฟกระแสตรงมีแบบการตอขั้วไฟฟาอยู 2 แบบ คือ 1. ไฟตรงตอกลับข้ัวหรือเรียกยอวา DCRP (Direct Current Reverse Polarity) หรือข้ัวบวก

รูปท่ี 4.44 วงจรการเช่ือมกระแสตรงแบบกลับข้ัว (ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม :121)

วงจรเช่ือมไฟตรงตอกลับข้ัว จะตอลวดเช่ือมเปนข้ัวบวก และตอช้ินงานเปนข้ัวลบ การตอกลับข้ัวจะใหการปอนน้ําโลหะจากลวดเชื่อมสูช้ินงานสม่ําเสมอดีกวาการตอข้ัวตรง ความรอนจะเกิดข้ึนท่ีข้ัวบวกหรือลวดเช่ือมประมาณ 70 % ของความรอนท่ีเกิดจากการอารคท้ังหมด สวนช้ินงานจะมีความรอนเกิดข้ึน 30% จากความรอนจํานวนมากประมาณ 70 % จะทําใหลวดเช่ือมหลอมละลาย และสงปอนสูบอหลอมละลาย ของช้ินงานรวดเร็ว ดังนั้นจึงมีแรงกระแทกของนํ้าโลหะตอบอหลอมละลายของชิ้นงาน 2. ไฟตรงตอข้ัวตรงหรือเรียกยอวา DCSP (Direct Current Straight Polarity) วงจรเช่ือมไฟตรงตอข้ัวตรงลวดเช่ือมจะตอเปนข้ัวลบ (-) ช้ินงานจะตอเปนข้ัวบวก (+) เปนวงจรเช่ือม ท่ีใชเช่ือมเหล็กกลาไดทุกชนิด ยกเวนลวดไฮโดรเจนตํ่า แตไมเหมาะกับการเช่ือมโลหะนอกกลุมเหล็ก การซึมลึกนอย และรอยเช่ือมแคบ เหมาะกับการเช่ือมโลหะแผนบาง เพราะไมคอยมีปญหาการทะลุท่ีงาน และยังใชกับการเช่ือมพอกผิวอีกดวย

133

รูปท่ี 4.45 วงจรการเช่ือมกระแสตรงแบบขั้วตรง (ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม :120)

แรงดันไฟฟาของเคร่ืองเชื่อม (Welding Machine Voltage) แรงดันไฟฟาท่ีเกิดข้ึนระหวางลวดเช่ือมกับช้ินงาน คือแรงดันท่ีดันใหอิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีผานชองวางระหวางปลายลวดเช่ือมกับช้ินงาน หนวยเปนโวลต สามารถวัดดวยโวลตมิเตอร เม่ือแรงดันไฟฟามีหนวยเปนโวลต จํานวนของกระแสมีหนวยเปนแอมแปรหรือแอมปวัดไดดวยแอมมิเตอร เคร่ืองเช่ือมจะติดต้ังไวท้ังแอมมิเตอรและโวลตมิเตอร ชนิดของแรงดันไฟฟา แรงดันไฟฟาในการเช่ือมมีอยู 2 ชนิด ไดแก 1. แรงดันวงจรเปด (Open Circuit Voltage) ขณะท่ีเคร่ืองเช่ือมเปดอยูแตไมไดทําการเช่ือม แรงดันท่ีเกิดอยูท่ีข้ัวท้ังสองเคร่ืองเช่ือมนั้น คือแรงดันวงจรเปด สามารถวัดไดโดยเอาโวลตมิเตอรจับวัดข้ัวท้ังสองของเคร่ืองเช่ือม เคร่ืองเช่ือมมาตรฐานมีขนาดแรงดันวงจรเปดอยูระหวาง 50-80 โวลต ถาหากมากกวานี้อาจเกิดอันตรายตอ ผูปฏิบัติงานได และถาตํ่าเกนิไปจะทําใหเร่ิมตนอารคยาก 2. แรงดันอารค (Arc Voltage) แรงดันวงจรเปดจะเปล่ียนเปนแรงดันอารคเม่ือเคร่ืองเช่ือมเร่ิมอารค แรงดันอารควัดไดโดยเอาโวลตมิเตอรจับวัดท่ีข้ัวท้ังสองของเคร่ืองเช่ือม ในขณะทําการเช่ือมอยู แรงดันไฟฟาจะเปล่ียนแปลงตามระยะอารค คือ ระยะอารคยาว แรงดันไฟฟาจะเพิ่มข้ึนตาม แตกระแสเช่ือมลดลง ถาหากระยะอารคส้ัน แรงดันไฟฟาจะลดลงตามแตกระแสเช่ือมเพิ่มข้ึน ดังนั้นในการเช่ือมจะตองรักษาระยะอารคใหคงท่ี เพื่อท่ีกระแสเช่ือมจะไดไมเปล่ียนแปลงมาก ในขณะเช่ือม โดยแนะนําใหคงระยะอารคใหส้ันท่ีสุดเพื่อการเปล่ียนแปลงระยะอารคในขณะเช่ือม จะไดมีนอย แรงดันอารคมีคาอยูระหวาง 20 –40 โวลต เคร่ืองมือและอุปกรณการเชือ่มไฟฟา (Welding Equipment)

เคร่ืองมือและอุปกรณเช่ือมไฟฟาท่ีจะกลาวถึงมีดังตอไปนี้ 1. เคร่ืองเช่ือม (Welding Machine) 2. ตัวจับลวดเช่ือมหรือตัวจับอิเล็กโทรด (Electrode Holder) 3. สายเช่ือม (Welding Cable) 4. ตัวจับสายดิน (Ground Clamps) 5. ขอตอสายเช่ือม (Quick -Cable Connector)

134

6. หนากากเช่ือม (Helmet) 7. หมวกนิรภยั (Safety Hat) 8. คอนเคาะสแลก (Chipping Hammer) 9. แปรงลวดทําความสะอาด (Wore Brush) 10. คีมจับงาน (Tongs)

1. เคร่ืองเชื่อม การเช่ือมไฟฟา ไดรับความรอนท่ีเกิดจากการอารคระหวางลวดเช่ือมกับช้ินงานสําหรับ

กระแสไฟบาน 220 โวลต ไมสามารถนํามาใชกับการเช่ือมได เนื่องจากขนาดแรงดันไฟฟาสูงกินไป อาจจะเปนอันตรายตอผูปฏิบัติงานได ในการเช่ือมไมตองการแรงดันไฟฟาสูงแตตองการจํานวนกระแสมาก ดังนั้นเคร่ืองเช่ือมจะตองมีลักษณะ ดังตอไปนี้

1. ขนาดแรงดนัไฟฟาอยูระหวาง 50-80 โวลต 2. กระแสเช่ือมสูง แตแรงเคล่ือนต่ํา 3. สามารถควบคุมขนาดกระแสเช่ือมได

ปจจุบันเคร่ืองเช่ือมไดมีการพัฒนาไปอยางมาก ท้ังแบบความสามารถในการใชงาน การ ประหยัดกระแสไฟและขนาด ซ่ึงเคร่ืองแตละแบบนั้นราคาแตกตางกันมาก ดังนั้นผูใชจะตองมีความรูความเขาใจทางเทคนิคของเคร่ืองเช่ือมแตละชนิดอยางถองแท จึงจะสามารถเลือกเคร่ืองเช่ือมท่ีมีอยูมากมายใหเหมาะสมกับงานท่ีจะเช่ือม 1.1 เคร่ืองเชื่อมท่ีแบงตามลักษณะกระแสไฟและแรงเคลื่อน เคร่ืองเช่ือมลักษณะนี้จะสามารถแบงเคร่ืองเช่ือมออกเปน 2 ชนิด คือ เคร่ืองเช่ือมชนิดกระแสคงท่ี (Constant Current) และเคร่ืองเช่ือมชนิดแรงดันไฟฟาคงท่ี (Constant Voltage)

1.1.1 เคร่ืองเช่ือมชนิดกระแสคงท่ี (CC) เปนระบบท่ีใชกับเคร่ืองธรรมดา และเคร่ืองเช่ือม Stud เคร่ืองเช่ือมระบบกระแส

คงท่ีมีท้ังชนิดไฟตรงและไฟสลับ หรือมีท้ังไฟตรงและไฟสลับรวมกัน ซ่ึงอาจจะเปนแบบเคร่ืองหมุนหรือแบบไมหมุนก็ได ดังนั้นเคร่ืองเช่ือมชนิดกระแสคงท่ีนี้ สามารถเปล่ียนแปลงกระแสไฟเชื่อมได โดยการเปล่ียนแปลงระยะอารคโดยไมตองต้ังกระแสเช่ือมท่ีเคร่ืองเช่ือมใหม 1.1.2 เคร่ืองเช่ือมชนิดแรงดนัไฟฟาคงท่ี (CV)

เคร่ืองเช่ือมชนิดนี้จะใหแรงดันคงท่ี จะไมเปล่ียนแปลงตามขนาดของกระแสเช่ือม สามารถใชกับการเชื่อมแบบกึ่งอัตโนมัติ หรืออัตโนมัติท่ีใชระบบปอนลวดแบบอัตโนมัติ ละผลิตเฉพาะกระแสไฟตรงเทานั้น ซ่ึงอาจจะเปนแบบขับดวยมอเตอรไฟฟาหรือเคร่ืองยนต หรือแบบหมอแปลง / เคร่ืองเรียงกระแส

135

1.2 เคร่ืองเชื่อมแบงตามลักษณะตนกําลังผลิต เคร่ืองเช่ือมไฟฟาท่ีผลิตกระแสออกมาท้ังระบบแรงดันคงท่ี และระบบกระแสคงท่ีจะตองมี

ตนกําลังในการผลิต ซ่ึงถาพิจารณาตามลักษณะตนกําลังการผลิตจะแบงเคร่ืองเช่ือมไดดังน้ี 1.2.1 เคร่ืองเช่ือมไฟฟากระแสตรง (Generator and Alternator Welding

Maching) เคร่ืองเช่ือมไฟตรงแบบเจอเนเรเตอรท่ีบขับดวยมอเตอรไฟฟา จะใชงานใน

โรงงาน สวนท่ีขับดวยเคร่ืองยนตแกสโซลีนหรือดีเซล เหมาะสมกับการใชงานสนาม เคร่ืองยนตขับจะระบายความรอนดวยน้ํา หรืออากาศก็ได ซ่ึงเคร่ืองเช่ือมชนิดนี้มีท้ังไฟกระแสตรงและกระแสสลับ ปจจุบันนี้เคร่ืองเช่ือมจํานวนมากมีระบบไฟฟา 220 โวลต ไวใชกับเคร่ืองมือและแสงสวางอีกดวย

รูปท่ี 4.46 เคร่ืองเช่ือมกระแสตรงแบบมอเตอรเจอเนเรเตอร ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม :126) (

รูปท่ี 4.47 เคร่ืองเช่ือมกระแสตรงขับดวยเคร่ืองยนต (ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม :127)

136

รูปท่ี 4.48 เคร่ืองเช่ือมกระแสสลับแบบหมอแปลง


1.2.2 เคร่ืองเช่ือมแบบหมอแปลงไฟฟา (Transformer Welding Machines) เคร่ืองเช่ือมแบบหมอแปลงเปนท่ีนิยมใชกันท่ัวไป ราคาถูก น้ําหนักเบา และมีขนาดเล็ก

กวา เคร่ืองเช่ือมแบบอ่ืนๆ ซ่ึงเคร่ืองเช่ือมแบบนี้จะผลิตเฉพาะกระแสไฟสลับ เทานั้น หลักการทํางานของเคร่ืองเช่ือมเหมือนกับหมอแปลงไฟฟา โดยการนํากระแสท่ีมีแรงดันสูงปอนเขาสูขดลวดปฐมภูมิ และจายออกทางขดลวดทุติยภูมิ เปนไฟแรงดันตํ่า กระแสสูง เพ่ือใหเหมาะแกการเช่ือมโลหะ

สวนขอดีของเคร่ืองเช่ือมแบบหมอแปลงคือมีราคาถูก ตองการเนื้อท่ีตดิต้ังนอย เคร่ืองไมมีเสียงดังในขณะเช่ือม และกระแสสลับไมเกิดการหนีอารค (Acr Blow) 2. เคร่ืองเชื่อมแบบผสมหมอแปลง – เคร่ืองเรียงกระแส (Transformer – Rectifier Welding Machines) เคร่ืองเช่ือมแบบหมอแปลงจะผลิตเฉพาะกระแสสลับเทานั้น ซ่ึงใหผลดีกับการเช่ือมดวยลวดเช่ือมบางชนิดเทานั้น แตลวดเช่ือมอีกหลายชนิดจําเปนตองเช่ือมดวยกระแสไฟตรงเทานั้น เคร่ืองเชื่อมท่ีผลิตกระแสไฟตรงนอกเหนือจากแบบเจเนอเรเตอรแลว ยังมีหมอแปลง –เคร่ืองเรียงกระแสอีก เม่ือตองการใชกระแสไฟตรงและกระแสสลับ ก็สามารถทําไดโดยมีสวิตซเลือก และยังสามารถเปล่ียนเปนข้ัวตรงหรือกลับข้ัวก็ได เคร่ืองเช่ือมแบบนี้ยังตอระบบความถ่ีสูงสามารถนําไปใชกับการเช่ือมทิก (Tig) ได

137

รูปท่ี 4.49 เคร่ืองเช่ือมกระแสตรงแบบเรียงกระแส (ท่ีมา : ประสงค ทวมยิ้ม :128)

3. เคร่ืองเชื่อมแบบอินเวอเตอร (Inverter Power Source) เคร่ืองเช่ือมอินเวอเตอร มีน้ําหนักเบาเหมาะสําหรับการเคล่ือนยายบอยๆ ใหประสิทธิภาพของพลังงานสูง เนื่องจากมีการสูญเสียพลังงานนอยมาก และใหอารคสมํ่าเสมอ หลักการของเคร่ืองเช่ือมอินเวอเตอร คือ แปลงไฟฟากระแสสลับใหเปนกระแสตรง แลวเปล่ียนความถ่ี 50 เฮิรตซ ใหอยูระหวาง 2-20 กิโลเฮิรตซ เปนกระแสสลับ เม่ือกระแสสลับท่ีมีความถ่ีสูงผานหมอแปลงแลว ตอไปจึงเรียงกระแสใหเปนกระแสตรง และทําใหเรียบดวย เคร่ืองเช่ือมอินเวอเตอรมีท้ังชนิดไฟ DC และชนิดไฟ AC/DC

รูปท่ี 4.50 เคร่ืองเช่ือมอินเวอเตอร (ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :70)

การเลือกเคร่ืองเชื่อม (Selecting a Power Source) การเลือกเคร่ืองเช่ือมมีหลักการพิจารณาดังนี้

1. ขนาดกระแสเช่ือมท่ีตองการ 2. ชนิดของกระแสไฟท่ีสามารถจัดหาไดในสถานท่ีตั้ง 3. องคประกอบเกี่ยวกับความสะดวกสบายและความประหยัด ขนาดของเคร่ืองเช่ือมข้ึนอยูกับกระแสเช่ือม และ Duty cycle ท่ีตองการขนาดกระแสเช่ือม

138

Duty cycle และแรงดันไฟฟา ใหพิจารณาจากชนิดรอยตอขนาดรอยเช่ือมและกรรมวิธีการเช่ือม ส่ิงสําคัญอีกประการหน่ึงคือ ผูแทนจําหนายเคร่ืองเชื่อมนั้นๆ จะตองมีความมั่นคงและเช่ือถือได สามารถใหคําแนะนําและพรอมท่ีจะบริการท้ังอะไหลและการซอมบํารุงใหได อุปกรณประกอบเครื่องเชื่อมไฟฟาและอุปกรณอ่ืนๆ

1. สายเชื่อม (Cables) สายเชื่อมมีหนาท่ีนํากระแสไฟจากเครื่องเชื่อมไปสูบริเวณอารค สายเชื่อมท่ีใชในวงจรเช่ือมมีอยู 2 สาย คือ สายดินและสายเช่ือม สวนปลายสายดินจะตอเขากับท่ีจับช้ินงานเช่ือม (Ground Clamp) สวนสายเช่ือมจะตอไวกับคีมจับลวดเช่ือม (Electrode Holder) สายเช่ือมโดยท่ัวไปทําดวยลวดทองแดงท่ีมีขนาดเล็กพันรวมกันจํานวนมาก แลวจึงใชเสนใยพันทับเพื่อรักษาทรงของลวดทองแดงขนาดเล็กเอาไว และช้ันนอกหุมไวดวยยางฉนวน สาเหตุท่ีตองใชสายเชื่อมท่ีทําดวยลวดทองแดงขนาดเล็กจํานวนมาก เพราะตองการใหสายเช่ือมสามารถโคงงอตัวได ซ่ึงสะดวกตอการทํางานเช่ือมท่ีตองมีการเคล่ือนยายสายเชื่อมตลอดเวลา

รูปท่ี 4.51 แสดงภายในของสายเช่ือมไฟฟา


ตารางท่ี 4.2 การเลือกขนาดของสายเช่ือม ความยาวสายเชื่อม , ฟุต – ขนาดสายเช่ือมถือตาม A.W.G ชนิดการเช่ือม กระแสเช่ือม

60’ 100’ 150’ 200’ 300’ 400’ 100 150 200 250 300 350 400 450 500

4 2 2 2 1

1/0 1/0 2/0 2/0

4 2 2 2 1

1/0 1/0 2/0 2/0

4 2 1

1/0 2/0 3/0 3/0 4/0 4/0

2 1

1/0 2/0 3/0 4/0

1 2/0 3/0

1/0 3/0 4/0

ธรรมดา (ดิวต้ีไซเคิลตํ่า)

อัตโนมัติ (ดิวต้ี 400 4/0 4/0

139

800 1200 1600

4/0(2) 4/0(3) 4/0(4)

4/0(2) 4/0(3) 4/0(4)

หมายเหตุ ความยาวสายเช่ือมเทากับความยาวสายตอกบัอิเล็กโตรดและงานรวมกัน 2. คีมจับลวดเชื่อม (Electrode Holder) ใชจับลวดเชื่อม และเปนมือถือขณะทํางานเช่ือม พรอมท้ังเปนตัวนํากระแสไฟฟาจากสายเช่ือมผานไปสูลวดเช่ือมอีกดวย คีมจับลวดเช่ือมมีหลายแบบหลายขนาด ภายในทําดวยทองแดงมีปากจับท่ีสามารถจับลวดไดอยางม่ันคง และยังสามารถกําหนดมุมจับของลวดเช่ือมไดตามตองการ สวนภายนอกซ่ึงเปนท่ีมือจับ หุมไวดวยวัสดุฉนวนกั้นไฟฟาและความรอน เพื่อปองกันไฟฟาและความรอนขณะเช่ือม คีมจับลวดเช่ือมจะตอเขากับปลายสายเชื่อม โดยมีปลอกทองแดงหุมปลายสายเช่ือม เพื่อใหการขันสกรูยึดติดระหวางตัวจับลวดเช่ือมกับสายเช่ือมแนน ซ่ึงเปนการปองกันไมใหเกิดความรอนเน่ืองจากความตานทานของกระแสที่ขอตอ คีมจับลวดเช่ือมมีหลายชนิด ในแตละชนิดไดออกแบบใหเหมาะสมกับขนาดของกระแสเช่ือมและการใชงาน

รูปท่ี 4.52 ตัวจบัลวดเช่ือม


3. ท่ียึดสายดิน (Ground Clamp) มีหนาท่ีจับยึดช้ินงานเช่ือมใหตอกับสายดินท่ียึดสายดินนี้ทําดวยวัสดุตัวนําไฟฟาเพื่อท่ีเปนทางใหกระแสเช่ือมไหลผานจากสายดินสูงานเช่ือม โดยท่ัวไปแลวท่ีจับยึดสายดิน จะประกอบดวยสปริงเพื่อจับยึดงานไดแนน และมีหลายแบบหลายขนาด

140

รูปท่ี 4.53 ท่ียึดสายดิน (ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :75)

4. อุปกรณตอสายเชื่อม (Cable Connectors) ใชตอสายดินและสายเช่ือมเขากับเคร่ืองเช่ือม หรือสําหรับตอสายเช่ือมเม่ือตองการเพ่ิมความยาว การใชท่ีตอสายนั้นจะตองตอใหแนน ถาหลวมจะทําใหเกิดความตานทานไฟฟาและความรอน ซ่ึงอาจเปนอันตรายแกสายเช่ือมและอุปกรณได

รูปท่ี 4.54 อุปกรณตอสายเช่ือม


5. หนากากเชือ่ม (Welding Helmets) หนากากท่ีใชในการเช่ือมไฟฟานั้น มีรูปรางและแบบท่ีแตกตางกัน โดยท่ัวไปแบงออกเปน 2 แบบ คือ แบบมือถือกับแบบสวมหัว หนากากเช่ือมมีหนาท่ีปองกันหนาและศรีษะของชางเช่ือมจากสะเก็ดโลหะหรือประกายไฟขณะเช่ือม และปองกันตาจากรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอินฟา-เรด โครงสรางของหนากากเช่ือม ทําจากวัสดุท่ีมีน้ําหนักเบาและทนความรอนสูง หนากากแบบสวมหัว จะตองมีสายสําหรับยึดหนากาก หมวกนิรภัยไวดวย และเม่ือสวมหัวแลวดานหนาของหนากากจะตองเปดปดได หนากากแบบมือถือ มีโครงสรางเหมือนกับแบบสวมหัว แตแบบมือถือนั้นตองใชมือถือ สวนกระจกกรองแสงนั้น โดยท่ัวไปจะใชเบอร 10

141

รูปท่ี 4.55 a) หมวกนิรภยั b) หนากากแบบสวมหัว c) หนากากแบบมือถือ


6. คอนเคาะสแลก (Chipping Hammer) ใชสําหรับเคาะสแลกท่ีอยูบนแนวเช่ือมเม่ือเสร็จงาน หรือเม่ือตองการเช่ือมทับแนวเดิม คอนเคาะสแลกทําดวยเหล็ก ปลายดานหนึ่งแบนคลายสกัด และปลายอีกดานหน่ึงแหลมเพื่อใชเคาะสแลกท่ีฝงอยูบนแนวเช่ือม

7. แปรงลวด (Wire Brish) แปรงลวดเปนแปรงดามไม ขนแปรงทําดวยเหล็กแข็งท่ีสปริงพอควร เม่ือใชแปรงแลวจะ ไดไมหกังอหรือเสียรูป แปรงลวดนี้ใชทําความสะอาดช้ินงานหรือหลังเช่ือม เชน ขัดสนิม เศษของสแลก ขนาดเล็กท่ีตกคางอยู หรืออ่ืนๆ

รูปท่ี 4.56 คอนเคาะสแลก แปรงลวด คีมจับงาน (ท่ีมา : สมบูรณ เต็งหงษเจริญ :77)

8. อุปกรณอ่ืนๆ การปฏิบัติงานเช่ือมนั้น ยังตองใชอุปกรณประกอบอีกหลายชนิด เชน ถุงมือหนัง เส้ือ

หนัง ปลอกแขนหนัง แวนตานิรภัย หมวก และคีมจับงาน ฯลฯ

หลักการเชื่อมไฟฟา การเร่ิมตนเช่ือมใหมๆ จะมีปญหาเร่ืองเชื่อมแลวเกิดลวดเช่ือมติดแนนกับแผนงาน ซ่ึง

ปญหานี้เกิดจากความไมชํานาญในการเชื่อม กระแสไฟตํ่าเกินไป ยังไมสามารถควบคุมลวดเช่ือมไดดีพอขณะเช่ือม หรือเร่ิมตนการอารคไมถูกตอง ฉะนั้นการเริ่มเช่ือมเปนคร้ังแรก จะตองฝกการ

142

การเร่ิมตนอารค

การเร่ิมตนอารคโดยท่ัวๆ ไปท่ีนิยมใช กระทําได 2 วิธี ไดแก 1. วิธีขีดหรือเข่ีย (Scratch Method) 2. วิธีเคาะหรือแตะ (Tapping Method) 1.วิธีขีดหรือเขี่ย (Scratch Method)

เปนวิธีเร่ิมตนการอารคซ่ึงเหมาะสําหรับผูฝกหัดเชื่อมใหม โดยการใชปลายลวดเช่ือมเข่ีย หรือขีดลงบนผิวหนาแผนช้ินงาน เม่ือเกิดการอารคใหยกข้ึน แลวคอยๆ จอปลายลวดเช่ือมลงบนจุดท่ีตองการเร่ิมตนเช่ือม โดยใหระยะหางระหวางปลายลวดเช่ือมกับผิวหนาช้ินงานถูกตอง ปกติประมาณเทากับความโตของของลวดเช่ือมท่ีใช และเคล่ือนท่ีลวดเชื่อมไปเร่ือยๆ จนเปนแนวเชื่อมสําหรับผูฝกหัดเช่ือมใหมตองฝกเข่ียหลายๆ คร้ัง ฝกใหมือเบา มีความเคยชินและเกิดความชํานาญ จึงสามารถเช่ือมเปนแนวได ปลายลวดเช่ือมไมติดช้ินงานและเปลวอารคไมดับบอย ลักษณะวิธีการเร่ิมตนการอารคแบบขีดหรือเข่ีย

รูปท่ี 4.57 แสดงการเร่ิมตนการอารควิธีขีดหรือเข่ีย (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 89-90)

2. วิธีเคาะหรือแตะ (Tapping Method)

การเร่ิมตนการอารคดวยวิธีนี้ จะเหมาะสําหรับผูซ่ึงเช่ือมเดินแนวไดแลวหรือชางเช่ือมท่ัวๆ ไปท่ีเช่ือมไดดีแลว วิธีการปฏิบัติคือ จอปลายลวดเช่ือมลงบนผิวหนาช้ินงานในแนวด่ิง โดยวิธีเคาะหรือแตะเบาๆ แลวยกข้ึนใหระยะอารคคือระยะระหวางปลายลวดเชื่มอกับผิวหนาช้ินงานพอเหมาะถูกตองโดยอารคยังไมดับ แลวเดินลวดเช่ือมตอไปจนสุดแนวเชื่อม

143

รูปท่ี 4.58 การเร่ิมตนอารควธีิเคาะหรือแตะ

(ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 90)

ปจจัยสําคัญ 5 ประการของการเชื่อมไฟฟาดวยลวดเชือ่ม (Fire Essentials of Arc Welding) 1. การเลือกลวดเช่ือม (Correct Electrode) 2. การเลือกและปรับแตงกระแสไฟ (CorrectCurrent) 3. ระยะอารคหรือแรงเคล่ือน (Correct Arc Length or Voltage) 4. มุมลวดเช่ือม (Correct Electrode Angle) 5. ความเร็วในการเดินลวดเช่ือม (CorrectTravel Speed) 1. การเลือกลวดเชื่อม (Correct Electrode)

การเลือกลวดเช่ือมกอนการเช่ือมถือเปนปจจัยสําคัญอยางหนึ่ง ชางเช่ือมตอง ศึกษาหลักการเลือกลวดเชื่อมใหเหมาะสมกับงานท่ีนํามาเช่ือม ซ่ึงมีหัวขอท่ีตองนํามาพิจารณาประกอบคือ คุณสมบัติทางกลและสวนผสมของชิ้นงานลักษณะรอยตอ ตําแหนงทาเช่ือม และกระแสไฟท่ีใชเช่ือม โดยเฉพาะจะตองศึกษาใหเขาใจถึงหลักการแบงลวดเช่ือมระบบมาตรฐานตางๆ ดวย เพื่อท่ีจะสามารถพิจารณาเลือกมาใชใหเหมาะสมกับงานได 2. การเลือกและปรับแตงกระแสไฟ (Correct Current) กระแสไฟท่ีใชในการเช่ือม ชางเช่ือมจะตองเลือกและปรับโดยคํานึงถึงต้ังแตชนิดของกระแสไฟท่ีใช จะเปนกระแสไฟสลับหรือกระแสไฟตรง เปนชนดิข้ัวใด (DCRP หรือ DCSP) การปรับกระแสสูงตํ่าอยางไร ซ่ึงในการปรับกระแสนี้ข้ึนอยูกับขนาด ลักษณะงาน และชนิดของลวดเช่ือม โดยดูไดจากคูมือหรือขางกลองของลวดเช่ือมท่ีเราเลือกมาใช

การปรับกระแสไฟสูงเกินไป จะทําใหบอหลอมละลายกวางไมสมํ่าเสมอ ควบคุมยากเปนสาเหตุใหเกิดรอยแหวงท่ีขอบแนวเช่ือม เรียกวา Undercut และถาปรับกระแสไฟฟาต่ําเกินไป ก็จะทําใหเกดิรอยนูนคือ โลหะลวดเช่ือมไมหลอมละลายเปนเนื้อเดยีวกันกับช้ินงาน จะเกิดในบริเวณขอบของแนวเช่ือมเชนกัน เรียกวา Overlap

144

รูปท่ี 4.59 เปรียบเทียบความแตกตางของแนวเช่ือมเม่ือกระแสไฟตางกัน


รูปท่ี 4.60 ลักษณะการเกดิ Undercut (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 92)

รูปท่ี 4.61 ลักษณะการเกดิ Overlap (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 92)

3. ระยะอารคหรือแรงเคล่ือน (Correct Arc Length or Voltage) แรงเคล่ือนจะข้ึนอยูกับระยะอารค ถาระยะอารคยาวหรือหางเพิ่มข้ึน แรงเคล่ือนก็จะเพ่ิมข้ึนตาม และถาระยะอารคส้ันลง แรงเคล่ือนท่ีก็จะลดลงดวย ระยะอารค หมายถึง

145

รูปท่ี 4.62 แนว A ระยะอารคยาวมาก แนว B ระยะอารคส้ันมาก แนว C ระยะอารคถูกตอง (ประภาส เกตุไทย 2545 : 93)

ระยะหางของการอารค ถามากเกินไปจะทําใหแนวเช่ือมกวาง ไมเรียบรอย และมีเม็ดโลหะกระเด็นติดท่ีขอบของแนวเช่ือมจํานวนมาก และการซึมลึกนอย สวนระยะหางของการอารคส้ันเกินไป จะไดแนวเช่ือมท่ีไมสมํ่าเสมอ ไมเรียบรอย ปลายลวดเช่ือมติดชิ้นงานไดงาย การหลอมละลายหรือการซึมลึกนอย รอยเช่ือมแคบและนูน ดังรูปท่ี 4.6 อยางไรก็ตาม ระยะอารคส้ันๆ ก็ยังเหมาะกับการเชื่อมในตําแหนงทาต้ังและทาเหนือศีรษะ เพราะจะทําใหน้ําโลหะเช่ือมไมยอยลงขณะเช่ือม 4. มุมลวดเชื่อม (Correct Electrode Angle) มุมของลวดเช่ือมก็เปนปจจัยสําคัญ ถามุมลวดเช่ือมไมถูก แนวเช่ือมท่ีออกมาก็ไมดี คือถาทํามุมของลวดเช่ือมกับแผนงานนอยเกินไป ก็จะทําใหแนวเช่ือมแบน กวาง การซึมลึกไมดี แตถาลวดเช่ือมทํามุมกับแผนงานมากเกินไป แนวเช่ือมท่ีไดจะเล็ก เช่ือมไดยาก การซึมลึกก็ไมดีเชนกัน ฉะนั้นชางเช่ือมจะตองทํามุมของลวดเช่ือมกับช้ินงานใหถูกตอง

การเช่ือมรอยตอมุมฉาก ซ่ึงไดแนวเช่ือมแบบฟลเลท จะเปนการตอแบบตัวทีหรือรอยตอเกยก็ตาม มุมลวดเช่ือมจะเปล่ียนไปไมเหมือนการเช่ือมตอชนทาราบ จะเห็นไดวาลักษณะของมุมลวดเช่ือมข้ึนอยูกับลักษณะรอยตอและตําแหนงทาเช่ือมของช้ินงาน

146

รูปท่ี 4.63 ลักษณะมุมลวดเชื่อมท่ีถูกตอง (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 94)

5. ความเร็วในการเดินลวดเชื่อม (Correct Travel Speed) การเดินลวดเช่ือมขณะทําการเชื่อมตองเปนไปอยางสมํ่าเสมอถูกตอง ถาเดินเร็วเกินไปจะไดแนวเชื่อมท่ีเล็กเกินไป การซึมลึกนอย ความแข็งแรงท่ีไดจากการเช่ือมนอย แตถาเดินลวดเชื่อมชาเกินไป จะไดแนวเช่ือมใหญ โลหะเช่ือมไปกองอยูมาก ทําใหส้ินเปลืองและเสียเวลาในการเช่ือม การเช่ือมจะไดผลดีจึงควรพยายามเดินลวดเช่ือมใหสมํ่าเสมอตลอดแนว

รูปท่ี 4.64 เปรียบเทียบแนวเช่ือมตัวอยาง (Bead examples) (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 95)

แนว A กระแสไฟ ระยะอารค และการเดินลวดเช่ือมปกติ (Current Voltage and

Speed Normal)

147

แนว B กระแสไฟตํ่ามาก (Current Too Law) แนว C กระแสไฟสูงมาก (Current Too High) แนว D ระยะอารคส้ันมาก (Voltage Too Low) แนว E ระยะอารคยาวมาก (Voltage Too High) แนว F ความเร็วในการเดินลวดตํ่า (Speed Too Slow) แนว G ความเร็วในการเดินลวดสูง (Speed Too Fast)

การออกแบบรอยตอ

การออกแบบรอยตอ (Joint Design) เปนการเตรียมรอยตอของช้ินงานกอนการเช่ือมเพ่ือใหทําการเช่ือมไดแนวตอท่ีแข็งแรงและมีประสิทธิภาพ สําหรับช้ินงานเช่ือมแตละแบบและแตละชนิดท่ีนํามาตอเขาดวยกัน จะมีลักษณะรอยตอท่ีแตกตางกันข้ึนอยูกับรูปรางลักษณะงานและการนําไปใช โดยรอยตอพื้นฐานมีอยู 5 ชนิด (Five Basic Joint) คือ

1. รอยตอชน (Butt Joint) 2. รอยตอเกย (Lap Joint) 3. รอยตอมุม (Corner Joint) 4. รอยตอตัวที (T - Joint) 5. รอยตอขอบ (Edge Joint)

รูปท่ี 4.65 รอยตอพื้นฐาน 5 ชนิด (BasicTypes of Joints)


1. รอยตอชน (Butt joint)

148

รอยตอชนเปนชนิดของรอยตอท่ีนิยมใชกนัมาก เปนการตอเขาดวยกนัโดยการหลอม ละลายผิวหนาของขอบช้ินงานท้ังสองซ่ึงอยูในระดับเดียวกันใหหลอมเหลวติดกัน สําหรับช้ินงานท่ีมีความหนาต่ํากวา 3/16 นิ้ว ใชวิธีตอชนโดยไมตองบากงาน อาจใชตอช้ินงานติดกัน (Closed Butt) หรือจะใชตอชิ้นงานเวนระยะหาง (Open Butt) ข้ึนอยูกับความหนาของชิ้นงาน ช้ินงานท่ีมีความหนา 3/8 นิ้ว หรือหนากวานี้แตไมเกิน ¾ นิ้ว ตองบากช้ินงานแบบรูปตัววีดานเดียว (Single-V Butt Joint)

รูปท่ี 4.66 ชนิดของรอยตอชนไมบากงาน (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 97)

สําหรับงานท่ีมีความหนามากข้ึน (เกินกวา ¾ นิ้ว) และรับแรงมากๆ ตองเช่ือมท้ังสองของช้ินงาน ควรบากงานเปนรูปตัววีท้ังสองดาน (Double-V Butt Joint) สวนการบากงานรูปตัวยูดานเดียว (Single-U Butt Joint) ใชกับงานท่ีตองการคุณภาพการเช่ือมสูง วัสดุช้ินงานหนา ½ - ¾ นิ้ว และตอชนบากรูปตัวยูสองดาน (Double-U Butt Joint) สําหรับโลหะงานท่ีมีความหนา ¾ นิ้ว หรือมากกวานี้ รอยตอของช้ินงานท่ีไดจะมีความแข็งแรงมากข้ึน

รูปท่ี 4.67 แสดงการบากงานชนิดตางๆ สําหรับการตอชน

(ประภาส เกตุไทย 2545 : 98)

149

รูปท่ี 4.68 รูปช้ินงานแนวเช่ือมตอชนและช่ือสวนตางๆ ของรอยตอชน (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 98)

2. รอยตอเกย (Lap joint) รอยตอเกย คือการนําช้ินงานท้ังสองท่ีจะเช่ือมตอเขาดวยกันมาเกยหรือซอนกันเพื่อทําการเช่ือม โดยเชื่อมท่ีขอบชิ้นงานหน่ึงกับผิวหนาของอีกช้ินงานหน่ึง ไดแนวเช่ือมแบบฟลเลทในการซอนเกยกันควรไมนอยกวา 3 เทาความหนาของโลหะช้ินงาน การเช่ือมรอยตอเกย มุมลวดเช่ือมและเทคนิคการสายลวดเช่ือม เปนปจจัยสําคัญท่ีตองคํานึงถึงและปฏิบัติใหถูกตอง

รูปท่ี 4.69 การตอเกยเช่ือมสองดาน (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 99)

รูปท่ี 4.70 ตําแหนงมุมลวดเช่ือมช้ินงานตอเกย

150


รูปท่ี 4.71 ลักษณะการสายลวดเช่ือม (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 99)

รูปท่ี 4.72 ลักษณะแนวเช่ือมแบบฟลเลทในการตอเกย (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 100)

151

รูปท่ี 4.73 ช้ินงานเช่ือมฟลเลทตอเกยและชื่อสวนตางๆ ของแนวเช่ือม (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 100)

3. รอยตอมุม (Corner Joint) การตอมุม คือรอยตอท่ีเกิดจากการนําขอบช้ินงานท้ังสองมาตอขนานกัน และทํามุมซ่ึงกันและกัน 90 องศา ขอบงานท้ังสองอาจวางมุมชนมุมแลวเช่ือม เรียกวา เช่ือมเต็มมุม (Full Open Corner Weld) หรืออาจวางซอนเกยกันคร่ึงตอคร่ึง เรียกวา เช่ือมคร่ึงมุม (Half Open Corner Weld) การจะเลือกเตรียมงานตอมุมแบบใดน้ันจะข้ึนอยูกับลักษณะช้ินงานและการนําไปใช โดยเฉพาะการตอมุมแบบเช่ือมคร่ึงมุม ถาตองการความแข็งแรงมากขึ้นก็อาจเช่ือมท้ังสองดาน คือเช่ือมมุมดานนอกและมุมดานในก็สามารถกระทําได

รอยเช่ือมเต็มมุม (Full Open Corner Weld)

152

รอยเช่ือมคร่ึงมุม (Half Open Corner Weld)

รอยเช่ือมคร่ึงมุมดานนอกและดานใน

รูปท่ี 4.74 ลักษณะรอยเช่ือมมุมแบบตาง ๆ (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 101)

การเช่ือมตอมุมสามารถวางช้ินงานไดทุกตําแหนงทาเช่ือม จะวางเช่ือมในตําแหนงทาราบซ่ึงเปนทาเช่ือมท่ีเช่ือมไดงาย หรือถาช้ินงานไมสามารถวางในตําแหนงทาราบได จําเปนตองเช่ือมในตําแหนงทาขนานนอนหรือทาระดับก็เช่ือมได โดยทํามุมลวดเช่ือมในลักษณะตางๆ

รูปท่ี 4.75 ลักษณะมุมลวดเชื่อมในการตอมุมทาระดับ (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 102)

153

รูปท่ี 4.76 การเตรียมงานและช้ินงานเช่ือมการตอมุม (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 102)

4. รอยตอตัวที (T-joint) การตอตัวที คือการนําช้ินงานท้ังสองมาตอกันโดยนําขอบของช้ินงานช้ินหนึ่งมาวางต้ังบนผิวหนาของช้ินงานอีกช้ินหนึ่งเปนรูปตัวที ช้ินงานท้ังสองทํามุม 90 องศา ซ่ึงกันและกัน ลักษณะแนวเช่ือมเปนแบบฟลเลท การเช่ือมตอตัวที เปนรอยตออีกชนิดหนึ่งท่ีนิยมใชกันมาก ซ่ึงคลายกับการเช่ือมตอเกยการเช่ือมตอตัวทีถาช้ินงานไมหนามากหรือไมตองการความแข็งแรงมากนักก็เช่ือมเพียงแนวเดียว (Single Pass) แตถาตองการความแข็งเพิ่มข้ึน ใหเชื่อมหลายๆ แนวซอนกัน (Multiple Pass) หรือเช่ือมท้ังสองดาน ช้ินงานท่ีมีความหนามากข้ึนและตองการความแข็งแรงเพิ่มข้ึน สําหรับการเช่ือมตอตัวทีจําเปนตองเชื่อมซอนกันหลายแนว จะไดแนวเช่ือมท่ีโตและแข็งแรงมากข้ึน ซ่ึงมีเทคนิคในการเช่ือม 2 วิธีคือ วิธีแรกเปนการเช่ือมซอนเกยกันทีละแนวจนเต็มรอยตอ หรือใหไดขนาดตามตองการดังวิธีท่ี 2 เปนการเช่ือมสายลวดเช่ือมซอนทับแนว คือแนวท่ี 2 เช่ือมทับแนวท่ี 1 แนวท่ี 3 เช่ือมสายลวดทับแนวท่ี 2 โดยการเช่ือมตอสวยลวดซอนกับอยางนี้ไปจนไดขนาดความโตของแนวเช่ือมตามตองการ

รอยเช่ือมตอตวัทีแนบซอนเกยกันหลายแนว

154

รอยเช่ือมตอตวัทีแบบสายลวดเช่ือมซอนทับแนว

รอยตอตัวทีเช่ือมสองดาน

รูปท่ี 4.77 รอยตอตัวทีแบบตาง ๆ (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 103)

มุมลวดเช่ือมสําหรับการเช่ือมแนวแรก ใหทํามุมเอียง 45 องศา กับผิวหนาช้ินงานท้ังสอง เพราะถามุมลวดเชื่อมผิดขาสองขางของแนวเช่ือมจะไมเทากัน และทํามุมเอียง 60 องศา กับทิศทางการเดินลวดเช่ือม สวนแนวเช่ือมแนวท่ี 2 และแนวท่ี 3 จะตองปรับมุมเอียงใหถูกตองคือ แนวท่ี 2 มุมลวดเช่ือมทํากับผิวหนาช้ินงานแผนราบ 70 องศา และแนวท่ี 3 มุมลวดเช่ือม 30 องศา ตามลําดับ

รูปท่ี 4.78 ลักษณะมุมของการเช่ือมตอตัวที (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 104)

5. รอยตอขอบ (Edge Joint)

155

รอยตอขอบ คือการนําขอบช้ินงานมาตอเขาดวยกันในลักษณะช้ินงานวางต้ังยกขอบทั้งสองท่ีจะเช่ือมข้ึน แลวเช่ือมแนวบนขอบของช้ินงานท้ังสอง ซ่ึงบางคร้ังเรียกวา ตอยกสัน (FlangeJoint) ลักษณะรอยตอขอบ

รูปท่ี 4.79 รอยตอขอบ (Edge joint)


การเช่ือมรอยตอขอบจะเช่ือมไดงายกวารอยตอชนิดอ่ืนๆ ปกติจะใชตอโลหะแผนหนาไมเกิน ¼ นิ้ว และใชกับรอยตอของช้ินงานท่ีไมรับแรงมากนัก การเช่ือมจะใชลวดเช่ือมหรือไมใชก็ไดข้ึนอยูกับความหนาของโลหะช้ินงาน ถาเปนช้ินงานท่ีไมหนามากนัก จะเตรียมช้ินงานโดยยกสันช้ินงานทั้งสองข้ึน ใหสันสูงเทากับความหนาของโลหะช้ินงาน เม่ือเช่ือมแลวจะไดแนวเช่ือมคลายกับการเช่ือมตอชน และตําแหนงทาเช่ือมจะนิยมการเช่ือมทาราบ แตถาจําเปนตองเชื่อมทาต้ังก็จะใชวิธีเช่ือมแบบทาต้ังเช่ือมลง

รูปท่ี 4.80 รูปกอนและหลังของแนวเช่ือมตอขอบ (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 105)

ตําแหนงทาเชือ่ม ตําแหนงหรือทาตางๆ ในการเช่ือมเปนเร่ืองจําเปนท่ีชางเช่ือมจะตองศึกษาเรียนรูและฝกปฏิบัตใินการเช่ือมตําแหนงทาน้ันๆ ใหไดแนวเช่ือมท่ีสมบูรณถูกตอง โดยเฉพาะการวางตําแหนงมุมลวดเชื่อม ระยะอารค และการปรับต้ังกระแสไฟฟา ทาเชื่อมพื้นฐานท่ัวไปมี 4 ทา คือ

156

1. ตําแหนงทาราบ (Flat Position) 2. ตําแหนงทาขนานนอน (Horizontal Position) 3. ตําแหนงทาต้ัง (Vertical Position) 4. ตําแหนงทาเหนือศีรษะ (OverheadPosition)

รูปท่ี 4.81 ตําแหนงทาเช่ือมและมุมลวดเช่ือม (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 106)

รูปท่ี 4.82 ตําแหนงทาเช่ือมตามชนิดของแนวเช่ือม (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 106)

1. การเชื่อมแนวตําแหนงทาราบ (Flat Welding)

157

ทาราบเปนตําแหนงทาเช่ือมท่ีช้ินงานหรือรอยตอของช้ินงานวางอยูในระดับเดียวกับพื้นราบ เปนทาเช่ือมท่ีนิยมใชกันมาก เช่ือมไดงายกวาตําแหนงทาอ่ืน ไดงานเช่ือมท่ีมีประสิทธิภาพและรวดเร็วกวา

รูปท่ี 4.83 แสดงลักษณะแนวเช่ือมทาราบ

(ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 107) มุมลวดเช่ือมสําหรับทาราบ เร่ิมดวยการจับลวดเชื่อมใหตรง ทํามุม 90 องศากับผิวหนาของช้ินงานท่ีจะเช่ือม แลวเอียงไปในทิศทางการเดินลวดเช่ือม 15 – 30 องศา กับแนวต้ังสวนมุมดานขาง 90 องศา มุมของลวดเช่ือมจะไมมีการกําหนดท่ีแนนอน เพราะจะข้ึนอยูกับกระแสไฟเช่ือม ความหนาของโลหะช้ินงาน และเทคนิคการเช่ือมของแตละคน

รูปท่ี 4.33 ลักษณะมุมลวดเชื่อมตอชนทาราบ (ประภาส เกตุไทย 2545 : 107)

158

รูปท่ี 4.84 ลักษณะแนวเช่ือมตอชนทาราบ (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 108)

2. การเชื่อมแนวตําแหนงทาขนานนอน (Horizontal Welding) ตําแหนงทาขนานนอนหรือทาระดับ เปนทาเช่ือมท่ีเช่ือมไดคอนขางยากทาหนึ่ง เพราะชางเช่ือมจะตองควบคุมน้ําโลหะหลอมเหลวของแนวเชื่อมใหได เพื่อไมใหไหลยอยลง มุมลวดเช่ือมควรใหอยูต่ําจากแนวระดับประมาณ 10 – 20 องศา และมุมท่ีทํากับทิศทางการเดินลวดเช่ือมประมาณ 20 องศา ออกจากแนวระดับ

รูปท่ี 4.85 การเช่ือมทาขนานนอน (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 108)

การเช่ือมตําแหนงทานี้ ตองระวังแนวเช่ือมเกิดการไหลยอยลงมา (Sagging) ซ่ึงจะเปนเหตุใหเกิดรอยแหวงท่ีขอบของแนวเช่ือมดานบน และจะเกิดน้ําโลหะไหลยอยลงมาเลยขอบของแนวเช่ือมดานลาง ฉะนั้นการเชื่อมในตําแหนงทาแนวขนานนอนน้ีควรจะใหระยะหางของการอารคส้ันๆ เพื่อหลีกเล่ียงการเกิดการไหลยอยลงมากับแนวเช่ือม

159

รูปท่ี 4.86 เปรียบเทียบลักษณะแนวเช่ือมทาขนานนอน (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 108)

รูปท่ี 4.87 แนวเช่ือมซอนเกยทาขนานนอน (Horizontal Pad) (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 109)

3. การเชื่อมแนวตําแหนงทาตั้ง (Vertical Welding) ตําแหนงทาต้ัง เปนทาเช่ือมอีกทาหนึ่งซ่ึงนิยมใชเช่ือมกันมาก แมจะเช่ือมไดคอนขางยาก เพราะงานเช่ือมหรือจุดตําแหนงท่ีจะเช่ือมบางงานไมสามารถที่จะนํามาวางในตําแหนงทาราบได พวกงานโครงสรางตางๆ งานการตอเรือ ทอน้ํา และเคร่ืองจักร เปนตน ตําแหนงทาต้ังมีท้ังการเช่ือมข้ึน (Upword) และเช่ือมลง (Downword) การเช่ือมข้ึนนิยมใชเช่ือมกันมาก เพราะความรอนทําใหน้ําโลหะลวดเชื่อมสามารถซึมลึกเขาไปในเนื้อโลหะชิ้นงานไดดี เหมาะกับการเช่ือมโลหะช้ินงานหนา ขนาดต้ังแต ¼ นิ้วข้ึนไป จะไดแนวเช่ือมท่ีแข็งแรง สวนการเช่ือมลงเหมาะกับงานเช่ือมโลหะแผนลางถึง 3/16 นิ้ว หรือใชเช่ือมทอบางตางๆ โดยการเช่ือมลงจะเช่ือมไดเร็วกวาเช่ือมข้ึน

160

รูปท่ี 4.88 การเช่ือมแนวทาต้ังเช่ือมข้ึน (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 110)

รูปท่ี 4.89 มุมลวดเช่ือมทาต้ังเช่ือมลงและเช่ือมข้ึน (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 110)

มุมลวดเช่ือมสําหรับการเช่ือมทาต้ัง ถาเปนการเช่ือมข้ึนมุม ลวดเช่ือมจะทํามุมกับแนวระดับ 10 – 15 องศา สวนการเช่ือมลงมุมลวดเช่ือมจะทํามุมกับแนวระดับ 15 – 30 องศา การสายลวดเช่ือมจะไมสายลวดหรือสายจะโตมากนอยข้ึนอยูกบัลักษณะงาน ลักษณะรอยตอหรือชนิดของแนวเช่ือมนั้นๆ ดวย

161

รูปท่ี 4.90 แนวเช่ือมฟลเลทตอตัวทีเช่ือมข้ึน (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 111)

รูปท่ี 4.91 แนวเช่ือมฟลเลทตอตัวทีเช่ือมลง (ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 111)

4. การเชื่อมแนวตําแหนงทาเหนือศีรษะ (Overhead Welding) ตําแหนงทาเหนือศีรษะ เปนอีกตําแหนงทาหนึ่งในส่ีทาของการเช่ือม ซ่ึงเช่ือมได

ยากกวาตําแหนงทาอ่ืนๆ เพราะขณะเช่ือมถาชางเช่ือมควบคุมน้ําโลหะเช่ือมไมดีพอ จะทําใหน้ําโลหะแนวเช่ือมท่ีกําลังหลอมเหลวหยดตกลงมาเน่ืองจากแรงดึงดูดของโลก หรืออาจทําใหช้ินงานทะลุไดงายถาต้ังกระแสไฟแรงเกินไปและใชเทคนิคการเช่ือมท่ีไมถูกตอง

162

รูปท่ี 4.92 แสดงการยืนเช่ือมทาเหนือศีรษะ


รูปท่ี 4.93 มุมและลักษณะการสายลวดเช่ือมทาเหนือศีรษะ

(ท่ีมา : ประภาส เกตุไทย 2545 : 113) ลักษณะการยืนควรยืนเยื้องหางจากแนวเช่ือมพอประมาณ สวนการนั่งเช่ือม ควรนั่งใน

ตําแหนงท่ีเหมาะสม ม่ันคง วางสายเช่ือมไวบนเขาหรือขา วางแขนไวบนโตะหรือในท่ีท่ีเหมาะสมตามความสะดวกในการเช่ือม สําหรับทาเหนือศีรษะ ลวดเช่ือมจะทํามุม 10 – 15 องศา กับเสนแนวด่ิงซ่ึงตั้งฉากกับแนวเชื่อม อันตรายจากการเช่ือมในตําแหนงทานี้มีมาก เพราะขณะเช่ือมสะเก็ดเม็ดโลหะหลอมเหลวท่ีเกิดจากการอารคหรือน้ําโลหะท่ีกําลังหลอมเหลวอาจจะกระเด็นออกมาหรือหยดลงไปโดนชางเชื่อมได ฉะนั้นจําเปนจะตองสวมอุปกรณปองกันอันตรายจากส่ิงเหลานี้ทุกคร้ัง