กระบวนการเชื่อม: คำจำกัดความ ประเภท กระบวนการ

และคุณยังสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของบทความนี้ได้ในส่วนท้ายของบทความนี้

การเชื่อมคืออะไร?

การเชื่อมเป็นกระบวนการเชื่อมถาวรโดยนำโลหะสองชิ้นมารวมกันเป็นชิ้นเดียวโดยการให้ความร้อนโลหะจนถึงจุดหลอมเหลว โลหะเพิ่มเติมที่เรียกว่าโลหะตัวเติมจะถูกเพิ่มในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนเพื่อช่วยเชื่อมทั้งสองชิ้นเข้าด้วยกัน

โดยทั่วไป เป็นกระบวนการที่ชิ้นส่วนโลหะสองชิ้นที่คล้ายกัน (หรือ) ต่างกันอาจเชื่อมต่อกันโดยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงพอที่จะหลอมโลหะด้วย (หรือ) โดยไม่ต้องใช้แรงกด และด้วย (หรือ) โดยไม่ต้องใช้วัสดุตัวเติม

เครื่องเชื่อม

เครื่องเชื่อมใช้สร้างความร้อนและทาโลหะฟิลเลอร์ โลหะตัวเติมจะถูกป้อนเพื่อสร้างข้อต่อ ไม่ว่าจะมาจากตัวอิเล็กโทรด (หรือ) โดยวัสดุตัวเติม อุณหภูมิความร้อนที่ผลิตได้อยู่ที่ 6,000° ถึง 7,000°c ดังนั้น เรามาพูดคุยกันว่ากระบวนการเชื่อมประเภทต่างๆ มีอะไรบ้าง และนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างไร

ประเภทของกระบวนการเชื่อม

ต่อไปนี้เป็นประเภทของกระบวนการเชื่อมตามวิธีความร้อนที่เกิดขึ้น:

1. การเชื่อมมิก

2. การเชื่อมแบบแท่ง

3. การเชื่อมทิก

4. การเชื่อมพลาสม่าอาร์ค

5. การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน

6. การเชื่อมลำแสงเลเซอร์

7. การเชื่อมแก๊ส

8. การเชื่อมอาร์กสายฟลักซ์

9. การเชื่อมไฮโดรเจนอัตโนมัติ

10. การเชื่อมด้วยไฟฟ้าสแลก

1. การเชื่อม MIG

การเชื่อม MIG ใช้สำหรับการเชื่อมโลหะด้วยก๊าซเฉื่อย กระบวนการเชื่อม MIG นี้ยังถูกระบุว่าเป็นการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยแก๊ส (GMAW) ซึ่งคุณสามารถเรียกอีกอย่างว่าการเชื่อมลวด

ในการเชื่อมประเภทนี้ ลวดเส้นเล็กจะทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดซึ่งป้อนจากแกนม้วนที่ติดอยู่กับปืนผ่านท่ออ่อนและออกมาจากหัวฉีดบนปืนเชื่อมหรือคบเพลิง ลวดจะถูกป้อนอย่างต่อเนื่องเมื่อมีการดึงไกปืน ปืนเชื่อม.

2. การเชื่อมอาร์คโลหะแบบชีลด์ (SMAW)

นอกจากนี้ยังระบุได้ว่าเป็นการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยมือ การเชื่อมอาร์กแบบป้องกันฟลักซ์ หรือการเชื่อมแบบแท่ง ในกระบวนการเชื่อมประเภทนี้โดยเกิดการอาร์คระหว่างแท่งโลหะหรืออิเล็กโทรด (เคลือบฟลักซ์) กับชิ้นงาน พื้นผิวของทั้งแท่งและชิ้นงานจะหลอมละลายเพื่อสร้างสระเชื่อม

การหลอมละลายของสารเคลือบฟลักซ์บนแกนจะทำให้เกิดก๊าซและตะกรัน ซึ่งช่วยปกป้องรอยเชื่อมจากสิ่งแวดล้อม การเชื่อมอาร์กโลหะแบบชีลด์เป็นกระบวนการต่างๆ ที่เหมาะสำหรับการเชื่อมวัสดุที่เป็นเหล็กและไม่ใช่เหล็กกับความหนาของวัสดุในทุกตำแหน่ง

3. การเชื่อมทิก

การเชื่อม TIG ย่อมาจาก การเชื่อมอาร์กก๊าซเฉื่อยทังสเตน ซึ่งสมาคมการเชื่อมของอเมริกาเรียกอีกอย่างว่า (GTAW) กระบวนการเชื่อมนี้เรียกเช่นเดียวกันว่าการเชื่อมด้วยแก๊ส

การเชื่อม TIG ต้องใช้อิเล็กโทรดทังสเตน เนื่องจากทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูง เมื่อเราเอา อิเล็กโทรด เชื่อม tig จะร้อนแต่มันไม่ละลาย เราบอกว่าเป็นอิเล็กโทรดที่ไม่สิ้นเปลือง อิเล็กโทรดที่ไม่สิ้นเปลืองไม่ได้หมายความว่าจะไม่คงอยู่ตลอดไป และหมายความว่าจะไม่ละลายและกลายเป็นส่วนหนึ่งของการเชื่อม

4. การเชื่อมพลาสม่าอาร์ก (PAW)

การเชื่อมอาร์กพลาสมา (PAW) เป็นกระบวนการเชื่อมอาร์กที่ใช้ความร้อนที่เกิดจากส่วนโค้งที่ถูกบีบอัดระหว่างอิเล็กโทรดทังสเตนที่ไม่สิ้นเปลืองกับชิ้นงาน (กระบวนการอาร์กแบบถ่ายโอน) หรือหัวฉีดหดตัวแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ (กระบวนการอาร์กแบบไม่ถ่ายโอน)

พลาสมาเป็นก๊าซที่ประกอบด้วยไอออนบวก อิเล็กตรอน และโมเลกุลก๊าซที่เป็นกลาง กระบวนการอาร์กที่ถูกถ่ายโอนจะสร้างไอพ่นพลาสมาที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง และสามารถใช้สำหรับการเชื่อมและตัดเซรามิก โลหะผสมทองแดง เหล็ก อลูมิเนียม โลหะผสมนิกเกิล และโลหะผสมไทเทเนียมด้วยความเร็วสูง

5. การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน (EBW)

การเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอนเป็นกระบวนการเชื่อมที่ใช้ความร้อนที่เกิดจากลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานสูง อิเล็กตรอนกระทบชิ้นงานและพลังงานจลน์ของพวกมันจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนที่ทำให้โลหะร้อนขึ้น เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อขอบของชิ้นงานได้ และเกิดรอยเชื่อมหลังจากการแช่แข็ง

EBM ยังเป็นกระบวนการเชื่อมในสถานะของเหลว ซึ่งข้อต่อระหว่างโลหะกับโลหะนั้นจะทำในสถานะของเหลวหรือหลอมเหลว นอกจากนี้ยังอธิบายว่าเป็นกระบวนการเชื่อมเนื่องจากรับพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนเพื่อเชื่อมชิ้นงานโลหะสองชิ้น

6. การเชื่อมลำแสงเลเซอร์ (LBW)

การเชื่อมด้วยลำแสงเลเซอร์ (LBW) เป็นกระบวนการเชื่อม ซึ่งความร้อนจะเกิดขึ้นจากลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงที่กำหนดเป้าหมายไปที่ชิ้นงาน ลำแสงเลเซอร์จะให้ความร้อนและละลายส่วนปลายของชิ้นงาน ทำให้เกิดเป็นรอยต่อ

ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ (LBM) ข้อต่อจะเกิดขึ้นเป็นลำดับของการเชื่อมจุดที่ทับซ้อนกันหรือเป็นการเชื่อมต่อเนื่อง การเชื่อมด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การสื่อสาร และการบินและอวกาศ เพื่อผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์และวิทยาศาสตร์โดยใช้ส่วนประกอบขนาดเล็ก

7. การเชื่อมแก๊ส

การเชื่อมแก๊สทำได้โดยการหลอมด้านข้างหรือพื้นผิวที่จะเชื่อมต่อด้วยเปลวไฟของแก๊ส แล้วให้โลหะหลอมเหลวไหลเข้าหากัน ทำให้เกิดรอยต่อต่อเนื่องที่มั่นคงเมื่อเย็นตัวลง

ส่วนผสมของออกซิเจน-อะเซทิลีนถูกนำมาใช้ในระดับที่สูงกว่าส่วนผสมอื่นๆ และดำรงตำแหน่งที่โดดเด่นในอุตสาหกรรมการเชื่อม อุณหภูมิของเปลวไฟออกซี-อะเซทิลีนในบริเวณที่ร้อนที่สุดอยู่ที่ประมาณ 3,200°C ในขณะที่อุณหภูมิในเปลวไฟออกซี-ไฮโดรเจนอยู่ที่ประมาณ 1,900°C

8. การเชื่อมอาร์กฟลักซ์คอร์ (FCAW)

การเชื่อมประเภทนี้แทบจะคล้ายกันเลย การเชื่อมมิก . ในความเป็นจริง เครื่องเชื่อม MIG มักจะทำการเชื่อมอาร์กแบบฟลักซ์คอร์ได้ ในการเชื่อมนี้ ลวดจะมีแกนฟลักซ์ที่ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันแก๊สรอบๆ การเชื่อม ซึ่งจะช่วยลดความต้องการในการจัดหาก๊าซภายนอก

FCAW เหมาะกับโลหะหนักและหยาบมากกว่า เนื่องจากเป็นกระบวนการเชื่อมด้วยความร้อนสูง มักใช้สำหรับการซ่อมแซมเครื่องจักรกลหนักเพื่อการนี้ เป็นกระบวนการที่ไม่ก่อให้เกิดของเสียมากเกินไป เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซจากภายนอกจึงทำให้ต้นทุนถูกลงด้วย

9. การเชื่อมอะตอมไฮโดรเจน

การเชื่อมไฮโดรเจนแบบอะตอมมิกเป็นรูปแบบการเชื่อมที่อุณหภูมิสูงมากที่เรียกว่าการเชื่อมแบบอาร์กอะตอม การเชื่อมประเภทนี้ต้องใช้ก๊าซไฮโดรเจนเพื่อปกป้องขั้วไฟฟ้าสองตัวที่เกิดจากทังสเตน สามารถเข้าถึงอุณหภูมิสูงกว่าคบเพลิงอะเซทิลีน และสามารถทำได้โดยใช้หรือไม่มีโลหะเติมก็ได้

10. การเชื่อมด้วยไฟฟ้าสแลก

เป็นกระบวนการเชื่อมขั้นสูงที่ใช้เชื่อมต่อปลายบางของชิ้นโลหะสองชิ้นในแนวตั้งเข้าด้วยกัน แทนที่จะใช้การเชื่อมด้านนอกของข้อต่อ การเชื่อมจะเกิดขึ้นระหว่างปลายทั้งสองชิ้น

ลวดอิเล็กโทรดทองแดงจะถูกป้อนผ่านท่อนำโลหะซึ่งจะทำหน้าที่เป็นโลหะตัวเติม เมื่อมีการเพิ่มกำลัง ส่วนโค้งจะถูกสร้างขึ้น และการเชื่อมจะเริ่มขึ้นใต้ตะเข็บและเคลื่อนขึ้นอย่างช้าๆ ทำให้เกิดการเชื่อมแทนที่ตะเข็บ

ประเภทของตำแหน่งการเชื่อม

ตำแหน่งการเชื่อมหลักสี่ประเภทต่อไปนี้:

1. ตำแหน่งแบน (1G และ 1F)

2. ตำแหน่งแนวนอน (2G และ 2F)

3. ตำแหน่งแนวตั้ง (3F และ 3G)

4. ตำแหน่งเหนือศีรษะ (4G และ 4F)

1. ตำแหน่งแบน

ประเภทที่ชัดเจนที่สุดในการดำเนินการคือตำแหน่งราบ ซึ่งบางครั้งเรียกว่าตำแหน่งมือลง สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเชื่อมที่ด้านบนของข้อต่อ ในกรณีนี้ โลหะหลอมเหลวจะถูกดึงลงมาที่ข้อต่อ ผลลัพธ์ที่ได้คือการเชื่อมได้เร็วและง่ายขึ้น

ใน 1G และ 1F หมายเลข 1 เกี่ยวข้องกับตำแหน่งเรียบ ในขณะที่ตัวอักษร G ใช้สำหรับการเชื่อมร่อง และตัวอักษร F ใช้สำหรับการเชื่อมฟิเล

2. ตำแหน่งแนวนอน (2G และ 2F)

นี่เป็นตำแหน่งที่ยากกว่าตำแหน่งราบและต้องใช้ทักษะเพิ่มเติมจากช่างเชื่อมในการแก้ไข

2G คือตำแหน่งการเชื่อมแบบร่องซึ่งรวมถึงการวางแกนเชื่อมในระนาบแนวนอนหรือเกือบเป็นแนวนอน สำหรับผิวหน้าของรอยเชื่อมนั้นจะต้องวางอยู่ในระนาบแนวตั้ง

2F คือตำแหน่งการเชื่อมฟิเล ซึ่งการเชื่อมจะดำเนินการที่ด้านบนของพื้นผิวที่เกือบจะเป็นแนวนอนกับพื้นผิวที่เกือบจะเป็นแนวตั้ง ในตำแหน่งนี้ ปกติคบเพลิงจะอยู่ที่มุม 45 องศา

3. ตำแหน่งแนวตั้ง (3F และ 3G)

ในตำแหน่งนี้ ทั้งชิ้นงานและรอยเชื่อมจะอยู่ในแนวตั้งหรือเกือบเป็นแนวตั้ง 3F และ 3G นำไปสู่ตำแหน่งฟิลเล็ตแนวตั้งและร่องแนวตั้ง

เมื่อการเชื่อมเสร็จสิ้นในแนวตั้ง แรงโน้มถ่วงจะดันโลหะที่หลอมละลายลงด้านล่าง และมีแนวโน้มที่จะซ้อนกัน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ คุณสามารถใช้ตำแหน่งแนวตั้งขึ้นหรือลงได้

หากต้องการตรวจสอบในแนวตั้งขึ้น ให้หันเปลวไฟขึ้นโดยวางเป็นมุม 45 องศากับชิ้นงาน ด้วยวิธีนี้ช่างเชื่อมจะนำโลหะจากส่วนล่างของชิ้นงานไปเชื่อมเข้าหาแรงโน้มถ่วง

4. ตำแหน่งเหนือศีรษะ (4G และ 4F)

ในตำแหน่งการเชื่อมประเภทนี้ การเชื่อมจะดำเนินการจากด้านล่างของข้อต่อ มีตำแหน่งที่ซับซ้อนและยากที่สุดในการทำงานด้วย ตำแหน่ง 4G และ 4F ใช้สำหรับรอยเชื่อมร่องและรอยเชื่อม

ในตำแหน่งเหนือศีรษะ โลหะที่เกาะติดกับข้อต่อจะนำไปสู่รูบนชิ้นงาน ซึ่งเกิดขึ้นในเม็ดบีดที่มีเม็ดมะยมสูงกว่า เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ ให้เตรียมแอ่งน้ำที่หลอมเหลวให้เล็กไว้ หากบ่อเชื่อมยาวเกินไป ให้ขจัดเปลวไฟสักครู่เพื่อให้โลหะหลอมเหลวเย็นลง

ข้อดีของกระบวนการเชื่อม

1. การเชื่อมที่ดีจะแข็งแรงกว่าโลหะหลักหรือโลหะฐาน

2. กระบวนการเร็วกว่าเมื่อเทียบกับการโลดโผนและการหล่อ

3. กระบวนการเชื่อมสามารถให้ข้อต่อแข็งสมบูรณ์ได้

4. ใช้ได้กับโลหะและโลหะผสมทุกชนิด

5. รูปร่างที่ยากสามารถสร้างขึ้นได้ด้วยการเชื่อม

6. อุปกรณ์เชื่อมสามารถพกพาได้และสามารถดูแลรักษาได้ง่าย

7. ไม่มีเสียงดังรบกวนในระหว่างกระบวนการเชื่อม เช่น ในกรณีของการโลดโผน

8. กระบวนการเชื่อมใช้พื้นที่ทำงานน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการโลดโผน

9. สามารถสร้างพื้นที่ของข้อต่อได้อย่างง่ายดาย

ข้อเสียของกระบวนการเชื่อม

1. ให้รังสี ควัน และไม่มีมลทินที่เป็นอันตราย (เกิดประกายไฟกะทันหัน)

2. ข้อต่อที่เชื่อมจะแตกหักได้ง่ายกว่าและความแข็งแรงเมื่อยล้าจึงน้อยกว่าชิ้นส่วนที่เชื่อม

3. ส่งผลให้เกิดการบิดเบือนและก่อให้เกิดความเครียดภายใน

4. จำเป็นต้องมีจิ๊กและฟิกซ์เจอร์บางอย่างเพื่อยึดโลหะอย่างเหมาะสม

5. ต้องใช้แรงงานที่มีทักษะและไฟฟ้าในการเชื่อม

6. การตรวจสอบงานเชื่อมทำได้ยากและมีค่าใช้จ่ายมากกว่างานโลดโผน

การประยุกต์ใช้การเชื่อม

การประยุกต์ใช้การเชื่อมมีความแตกต่างและใหญ่มากจนไม่อาจกล่าวเกินจริงได้ว่าไม่มีอุตสาหกรรมโลหะ และไม่มีสาขาวิศวกรรมที่ไม่ใช้การเชื่อมในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ การขนส่ง การบินและอวกาศ และการก่อสร้าง ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการผลิต

แอปพลิเคชันบางส่วน ได้แก่:

• การต่อเรือ

• รถโค้ชรถไฟ

• ตัวถังรถยนต์และการเพาะกาย

• ศพผู้ขับเคลื่อนดิน

• บานประตูหน้าต่าง

• ประตู, ประตู

• งานประดิษฐ์ทุกประเภท

---

บทสรุป

อย่างที่คุณทราบตอนนี้ การเชื่อมเป็นกระบวนการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งโดยที่โลหะสองส่วนมารวมกันเป็นส่วนหนึ่งโดยการให้ความร้อนโลหะจนถึงจุดหลอมเหลว การเชื่อมบางประเภททำด้วยเครื่องจักรและต้องใช้อุปกรณ์พิเศษที่มีราคาแพง การเชื่อมเป็นวิธีการที่เร็วกว่าที่เกี่ยวข้องกับการโลดโผนและการหล่อ