สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

โครงการวจย

การวจยศกษาอทธพลของความรอนทมผลตอการหดตวของชนงาน ดวยเหลกเกรด 304 จากกระบวนการเชอมมก

วจยโดย

ผชวยศาสตราจารยจกรนทร นวมทม

อาจารยอนชา ขวญสข นางสาวปยะมาศ นวลเคน

คณะ วศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

ประจาปงบประมาณ ๒๕๕๗

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทคดยอ

ในกระบวนการผลตทางอตสาหกรรมมความเจรญกาวหนาเปนอยางมาก ดานเทคโนโลยท

จะนามาใชในกระบวนการผลตมการพฒนาอยางตอเนอง เทคโนโลยดานการเชอมมบทบาทสาคญตอกระบวนการผลต ในกระบวนการผลตงานเชอมทางดานโครงสรางเหลกทมขนาดใหญ ซงในกระบวนการเชอมตองใชความรอนสงมากกวา 1500 องศาC๐ จงมกจะประสบปญหาการเสยรปของชนงานอนเนองมาจากการหดตวของเหลก เปนผลทาใหกระทบตอคณภาพของงานเชอม จะตองมการกาหนดขนาดทเผอไว

จากคาพารามเตอรตางๆทเกดไดศกษาและคนควาขอมลทเกยวกบกระบวนการเชอม MIG จงไดการศกษาทดลองเกยวกบ วธการเชอมตอเนองจนกวาจะเชอมเสรจตามลาดบของแนวเชอม ในความหนาของชนงานทดลองแตละชนงาน ตงแตความหนา หนา 4,6,9 มลลเมตร ดงแสดงในภาพท 3.3 ซงในการทดลองจะใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. ในการเชอมซงชนงานทใชในการทดลองทง 3 ขนาด เพอการเปรยบเทยบคณสมบตทางการหดตวของชนงานทดสอบแลวนามาหาคาเฉลยของขอมล

ผลทไดรบจากการทดสอบผลปรากฏวา คาการหดตวของชนทดสอบทแตกตางกนทง 3 ขนาด จะมคาการหดตวของความหนาท 4 มม. มคาการหดตวขางละ 0.17 มม. ทความหนา 6 มม. มคาการหดตวขางละ 0.69 มม. และ 9 มม. มคาการหดตวขางละ 0.34 มม. จะคาทแตกตางกน ทผทออกแบบงานเชอมทตองมการเผอคาการหดตวของชนงานเหลกเกรด 304 เพอไมใหเกดคาความแคนตกคางหลงการเชอมชนงานไดตอไป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

กตตกรรมประกาศ

ผวจยขอกราบขอขอบพระคณ ผทรงคณวฒทกทานทไดกรณาเปนผเชยวชาญตรวจสอบความ

ถกตองในการวจย และใหขอเสนอแนะตางๆ อนเปนประโยชนอยางด ขอขอบคณอาจารย และนกศกษา สาขาวชาวศวกรรมอตสาหการทชวยในการดาเนนการวจยและเกบขอมล คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร ทาใหการวจยคณสมบตทางกลดานการหดตวของชนงานดวยเหลกเกรด 304 จากกระบวนการเชอมมก สาเรจเรยบรอยดวยด ขอขอบพระคณมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร ทใหทนสนบนสนนทนงานวจยในครงน เพอใหเกดประโยชนแกสงคม ผวจยรสกซาบซงในความกรณาของทานเปนอยางมากจงขอกราบขอบพระคณและจารกไวในโอกาสน

ผชวยศาสตราจารยจกรนทร นวมทม

อาจารยอนชา ขวญสข

นางสาวปยะมาศ นวลเคน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

สารบญ บทคดยอ กตตกรรมประกาศ สารบญ บทท*1**บทนา บทท*1**1.1**ความสาคญของปญหา บทท*1**1.2**จดประสงคของโครงการ บทท*1**1.3**ขอบเขตของโครงการ บทท*1**1.4**ประโยชนทคาดวาจะไดรบ บทท*2**แนวคดและทฤษฎทสาคญ บทท*1**2.1**กรรมวธการเลอกองคประกอบการใหความรอน ทท*1* 2.2**การใหความรอนเกยวกบงานเชอม บทท*1**2.3**องคประกอบขณะทาการเชอม เวลาการเยนตว และการนาไปใชงาน บทท*1**2.4**ทฤษฎทสาคญ บทท*3**การดาเนนโครงการ บทท*1**3.1**ศกษาคนควาขอมลทเกยวของ บทท*1**3.2**จดเตรยมวสดและอปกรณ บทท*1 *3.3* การดาเนนงานและการทดสอบ บทท*1**3.4**การหาประสทธภาพของชนงานทดสอบ บทท*4**การสเคาระหขอมลและประเมนผล บทท*1**4.1**ผลการทดลองบทท*1**บทท*1 บทท*5**สรปผลการดาเนนงานและขอเสนอแนะ บทท*1**5.1**สรปผลการทดลอง 5.2 อภปรายผลการทดลอง 5.3 ขอเสนอแนะ บรรณานกรม

ญ หนา

ก ข ค 1 1 1 2 2

3 11 24 36

52 52 52 55

57

60

** 60 61

62

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

1

บทท1 บทนา

1.1 ความสาคญของปญหา

ในกระบวนการผลตทางอตสาหกรรมมความเจรญกาวหนาเปนอยางมาก ดานเทคโนโลยทจะนามาใชในกระบวนการผลตมการพฒนาอยางตอเนอง เทคโนโลยดานการเชอมมบทบาทสาคญตอกระบวนการผลต ในดานการประกอบชนสวนของผลตภณฑในงานอตสาหกรรม จงตองมการพฒนาเทคโนโลยงาน เชอมมาใชในงานอตสาหกรรมใหเหมาะสมกบสภาพของงาน และขอจากดในการเชอมทสงผลกระทบในดานตางๆ เพราะงานเชอมเปนกระบวนการททาใหโลหะเกดการประสานตดกนทางดานโลหะวทยาโดยใชพลงงานใหเกดความรอน ซงชนงานจะเกดการหลอมละลายตดกน กระบวนการเชอมมอยหลาย วธ ในการเลอกใชกระบวนการเชอมนนจะขนอยกบความเหมาะสมของการผลตในงานอตสาหกรรม นนๆ โลหะเปนปจจยหลกอยางหนงในการเลอกกระบวนการเชอม โดยเฉพาะอตสาหกรรมในการผลตทใชชนสวนททาจากอลมเนยมซงมมากมาย อาทเชน ชนสวนยานยนต กระบะของรถบรรทก ทอนาชนสวนอวกาศยาน อตสาหกรรมตอเรอ กรอบประตหนาตาง ตลอดจนงานโครงสรางทตองใชการะบวนการเชอมทมคณภาพ เปนตน ในกระบวนการผลตงานเชอมทางดานโครงสรางเหลกทมขนาดใหญ ซงในกระบวนการเชอมตองใชความรอนสงมากกวา1500 องศา C จงมกจะประสบปญหาการเสยรปของชนงานอนเนองมาจากการหดตวของเหลก สงผลทาใหขนาดและรปรางจองชนงาน มความผดพลาด จากทตองการเปนผลทาใหกระทบตอคณภาพของงานเชอม โดยธรรมชาตแลวเมอโลหะเปลยนสถานะจากของเหลวมาเปนของแขงจะตองมการเปลยนแปลงของปรมาตรหรอความหนาแนนเกดขน

ดวยเหตขางตนนจงนามาเปนปญหาในการทาวจย ในการศกษาถงคณสมบตทางกลของชนงานทผานการเชอมดวยกระบวนเชอมมก วาเมอผานการเชอมแลวชนงานจะมการหดตวและเสยรปราง โดยใชเหลกเกรดสแตนเลส 304 ขนาด 200 x 400 มลลเมตร. หนา 4,6,9 มลลเมตร เพอใหสามารถนามาประยกตใชในกระบวนการผลตในงานอตสาหกรรมไดจรง ในการรองรบกระบวนการผลตในโรงงานอตสาหกรรมในอนาคตทมแนวโนมจะใชในการผลตภายในประเทศ และเปนขอมลสาหรบในการทาศกษาวจยอกตอไป

ดงนนในการวจยศกษาอทธพลของความรอนทมผลตอการหดตวของชนงานดวยเหลกเกรด สแตนเลส 304 จากกระบวนการเชอมมก กเปนการศกษาเพอการแกไขปญหาของแนวเชอมทเกดจากการเชอมมกเพอใหไดแนวเชอมทสมบรณ และเหมาะสมกบการใชงานตอไป

1.2 จดประสงคของโครงการ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

2

1.2.1 เพอศกษาคณสมบตทางกล ดานการหดตวของชนงานดวยเหลกเกรดสแตนเลส 304 จากกระบวนการเชอมมก 1.2.2 เพอศกษาเปรยบเทยบคณสมบตทางกลของชนงานดวยเหลกเกรดสแตนเลส 304 ทม ความหนาตางกน จากกระบวนการเชอมมก

1.3 ขอบเขตของโครงการ 1.3.1 ตวแปรทใชในการศกษา 1.3.1.1 วสดทใชในการทดลองใชเหลกแผนสแตนเลส 304 ขนาด 200 x 400 มม. หนา 4,6,9 มลลเมตร

1.3.1.2 ลกษณะชนงานทใชในการทดลองเปนแบบตอชนบากหนางานดานเดยว 1.3.1.3 ใชการเชอมแบบตอชน โดยไมเตมลวดเชอม 1.3.1.4 การทดลองคณสมบตทางกล โดยใชการวดคาการหดตวของชนงานทง ทางดานกวางและดานยาว 1.3.1.5 ในการทดลองผวจยใชคาพารามเตอรเดยวกนทง 3 ชนดความหนา 1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1.4.1 ไดศกษาคณสมบตทางกล ดานการหดตวของชนงานดวยเหลกเกรดสแตนเลส 304 จากกระบวนการเชอมมก 1.4.2 ไดศกษาเปรยบเทยบคณสมบตทางกลของชนงานดวยเหลกเกรดสแตนเลส 304 ทมความ หนาตางกน จากกระบวนการเชอมมก 1.4.3 ไดนาผลการวจยไปเผยแพรกบหนวยงานตางๆ 1.4.4 ไดนาขอมลทไดจากการวจยในครงนไปใชในการเรยนการสอนในรายวชา เทคโนโลยการเชอม 1 และ 2 ตอไป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

3 

บทท 2 ทฤษฏทสาคญ

******เนอหาในบทนจะกลาวถงแนวคดและทฤษฏของการวจยคณสมบตทางกลดานการหดตวของชนงานดวยเหลกเกรด 304 จากกระบวนการเชอมมกโดยมรายละเอยดดงน 2.1กรรมวธการเลอกองคประกอบการใหความรอน

การเลอกกระบวนการเชอมสาหรบการผลตงานเชอมสงสาคญประการแรกทตองพจารณาคอ ความสามารถของกระบวนการทจะทาใหงานเชอมมคณรปตามตองการและประหยดทสด ซงองคประกอบของคาใชจายเฉพาะคาใชจายในดานการทางานเทานน แตรวมถงความสนเปลองของกระบวนการตาง ๆ เชน งานประกอบทตองเชอมแนวตรงชนดตอฉาก โดยกระบวนการเชอมใต

ฟลกซ ซงเปนกระบวนการเชอมทเปนประโยชนสงสด และคาใชจายตา แนวเชอมมคณรป แตถาจานวนของงานเชอมมจานวนนอย กไมเหมาะสมกบคาใชจายทเกดขนจากคาอปกรณ เชน เครองเชอมและอปกรณวสดทใชในการเชอม เปนตนดงนนจงตองเลอกกระบวนการเชอมอน นคอจดเรมตนของการเลอกกระบวนการเชอม

งานเชอมมขอจากดหลายอยาง ตงแตโลหะทนามาเชอมจานวนทตองเชอม ความยาวแนวเชอม รปแบบของรอยตอ การเตรยมรอยตอ คณรปทกาหนด การประกอบ การกาหนดตาแหนงทาเชอม การเลอกกระบวนการเชอม การกาหนดตาแหนงทาเชอมของการเชอมประกอบ องคประกอบและขอจากดตาง ๆ เหลานจะเปนผลตอการเลอกกระบวนการ โดยงานจะเปนตวบอกวาจะตองเชอมโลหะอะไรถาโลหะทจะเชอมเปนเหลกกลากมกระบวนการเชอมตาง ๆ ใหเลอกไวกวางขวางแตถาโลหะงานทนามาเชอมเปนอลมเนยมหรอแมกนเซยม กระบวนการทควรเลอกจะตองเปนการเชอมทก(TIG) หรอการเชอมมก(MIG) โดยเฉพาะสาหรบการเชอมทตองการคณสมบตของแนวเชอมสง ในการเชอมเหลกกลาผสมสง หรอททนตอ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

4 

การกดกรอน แตพบวากระบวนการเชอม (TIG) จะเปนกระบวนการเชอมทใหแนวเชอมทมคณสมบตดกวา แตตองใชเวลาในการปฏบตนานกวา เมอเปรยบเทยบกบกระบวนการเชอมมก(MIG) ซงเหมาะสมสาหรบการเชอมชนงานทละจานวนมาก (Mass Production) แตตองมความหนานอยมกจะใชกระบวนการเชอมทก(TIG)

ถาโลหะทจะเชอมเปนเหลกกลาคารบอนหรอเหลกกลาผสมตา การเลอกกระบวนการเชอมกคอนขางจะยาก เพราะสามารถทจะใชกระบวนการเชอมไดหลายกระบวนการ รวมถงกระบวนการเชอมกรรมวธโดยอตโนมต การเชอมแนวขนาดใหญและความยาวแนวเชอมมากและรอยตอหลาย ๆ แบบทแตกตางกน นอกจากนยงตองคานงถงขอจากดของแตละรอยตอเชนปรมาตรของแนวเชอมทตองเชอม (Fill) ความเรวในการเดนแนวเชอม (Follow) รอยตอทตองควบคมการแขงตวของแนวเชอมขณะทาการเชอม (Freeze) และการละลายลกของแนวเชอมถงชนงาน (Penetration) กระบวนการเชอมอาจถกกาหนด โดยชนดของโลหะทนามาเชอม เชน อลมเนยม แมกนเซยม ทองแดง ตตาเนยม หรอโลหะ นอกกลมเหลกงานเชอมโลหะโครงสรางเหลกกลาเปนงานทมมาก การเลอกกระบวนการเชอมชนดทเปนแมคคานค หรอระบบกงอตโนมต จะถกนามาใชงานและกมขอจากดเกยวกบตาแหนงทาเชอมและบางครงตองใชอปกรณประกอบมาทาใหคาใชจายในงานเชอมสง

องคประกอบทจาเปนในการเลอกกระบวนการเชอม

2.1.1พจารณารอยตอทนามาเชอมในเชงเศรษฐศาสตร การลดคาใชจายในการเชอมเปนจดประสงคทตองคานงถงประการแรก 4 ประการ ดงตอไปน

1. อตราการหลอมละลายสง (Fast Fill) อตราการหลอมละลายสงเปนสงทจาเปนในการเชอมงานทมความหนา และใชเวลาในการเชอมนอย แตอตราการหลอมละลายจะเปนขอพจารณารอง ในกรณทแนวเชอมมขนาดเลก

2. ตาแหนงทเชอมตองอยในตาแหนงทสามารถทางานไดสะดวก ไมอยในตาแหนงเหนอศรษะหรอทาตง (Fast Freeze)ในกรณรอยเชอมไมอยในตาแหนงทสะดวกในการทางาน เชน ตาแหนงเหนอศรษะ ทตง ความจาเปนทใหบอหลอมละลายแนวเชอมขบวนการแขงตวทเรวเพอใหแนวเชอมมรปรางลกษณะสมบรณและละลายลก

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

5 

3. แนวเชอมตองไมกวางมาก หมายถง ความเรวในการเดนแนวเชอมสง (Fast Follow) หมายถง ความเรวในการเดนแนวเชอมโดยแนวเชอมมรปรางดอยางตอเนอง หรออกความหมายหนงกคอการเชอมแนวเดยวโดยไมสายลวดเชอม เชนการเชอมงานแผนโลหะบาง

4. การละลายลกด (Penetration) การละลายลกขนอยกบลกษณะของรอยตอ การละลายลกตองมการละลายผสมเปนเนอเดยวกน ระหวางแนวเชอมกบโลหะ ชนงานโดยปราศจากการแตกราวและทะล

รปท 2.1 ความเรวในการเชอม

จากรปรปท 2.1 เหนไดวาใน 3 กรณแรกจะตองการความรวดเรว เพอประสทธรปสงสด สวนในกรณท 4 คอการละลายนนจะขนอยกบความตองการละลายลกหรอตน ขนอยกบรอยตอ และการนาไปใชงาน

 

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

6 

ในรป (a) เหนไดวาตองเตมแนวเชอมใชไดปรมาตรตามรองเชอมทเตรยมไว สงแรกทตองคานงถงคอ เลอกกระบวนการเชอมอะไรกตามทใหอตราการหลอมละลายสง แตกตองคานงถงอก 3 กรณหลงดวย ในรปท (b) แนวเชอมตองมขนาดเลกทสดตามความหนาของชนงานเชอมดงนน จงตองเลอกกระบวนการเชอมทมความเรวในการเคลอนทแนวเชอมสง รป (c) ตาแหนงทาเชอมเปนสงหนงในการเลอกกระบวนการเชอม เพราะบางกระบวนการเชอมไมสามารถปฏบตการเชอมในทาเชอมตาแหนงตาง ๆ ไดทกตาแหนง เชน กระบวนการเชอมใตฟลกซ รป 4 การละลายลกเปนสงทจาเปนตอความแขงแรงของรอยเชอม กระบวนการเชอมใตฟลกซ เปนกระบวนการหนงทใหการละลายลกสง รอยตอสวนใหญมกจะมความตองการใน 3 องคประกอบ จากการวเคราะหหาความสาคญขององคประกอบตามนาหนกของความตองการ พจารณาเลอกกระบวนการเชอมแสดงในรปตอไปน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

7 

รปท 2.2 แผนรปวงกลมแสดงความตองการพนฐานสาคญ

ของความตองการสาหรบรอยตอ

2.1.2 พจารณาความตองการของรอยตอเขาดวยกนเพอเลอกกระบวนการเชอมทเหมาะสม อตราการหลอมละลายและความเรวของการเคลอนทแนวเชอม(Arc Speed) ของแตละกระบวนการสามารถรได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

8 

โดยทวไป สวนการละลายลกของแนวเชอมนนมความสมพนธกบกระแสทใชเชอมแตความหนาของชนงานกเปนผลกบการละลายลกดวย ประสบการณในการปฏบตงานจะมสวนในการตดสนใจเลอกกระบวนการเชอมไดอยางเหมาะสม ตวอยางเชน ในการเชอมงานหนาจากรปตวอยางจะเหนไดวาเปนความสาคญของการเลอก

รปท 2.3 ปรมาณของแนวเชอมทตองเชอมเตมใหเตม

สวนการละลายลกมความสาคญประมาณ 20% อก 5% ทเหลอคออตราความเรวการเดนแนวเชอม การเชอมใหแนวเชอมเตมรองเชอมไดเรวทสดเปนตวประกอบแรกทตองคดถง กระบวนการเชอมทสามารถเชอมไดเรวกคอ กระบวนการเชอมใตฟลกซ(SAW) และกระบวนการเชอมดวยลวดเชอมแกนบรรจฟลกซ(FCAW)แตกระบวนการเชอมใตฟลกซนมการละลายลกสง วศวกรการเชอมตองเปนผพจารณาในความเปนไปได ในการปรบใหการยนของลวดเชอมโผลจากทอนาลวดใหยาวมากขนในกระบวนการเชอมใตฟลกซ ซงจะทาใหลดการละลายลกใหนอยลงขณะทเพมอตราการหลอมละลายตวประกอบอนนอกจากขอมลของอตราการหลอมละลายแลวอปกรณตาง ๆ คณลกษณะกาหนดเฉพาะของงาน คณสมบตของชางเชอม ตางกมบทบาทตอการเลอกกระบวนการเชอม

2.1.3 องศประกอบอนๆ ทนอกจากสงทกลาวมาแลวขางตนอาจทาใหไมสามารถตดสนใจไดอยางมนใจควรกาหนดรายการของตวประกอบการตาง ๆ เพอประกอบการตดสนใจ ดงมรายการตอไปนคอ

1. ปรมาณของผลตภณฑตองมจานวนเพยงพอทคมตอราคาของอปกรณ ตองเพมขนในกระบวนการทจะเลอก ถาปรมาณของผลตภณฑมไมมากพอกอาจพจารณากระบวนการเชอมทเหมาะสมลงมา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

9 

2. คณสมบตเฉพาะของแนวเชอม กระบวนการเชอมทพจารณาแลววาเหมาะสมในดานราคาการผลตผลตภณฑแตอาจจะไมเปนผลเพราะคณสมบตของแนวเชอมไมไดมาตรฐานทกาหนดของมาตรฐาน

3. ทกษะของผปฏบตงาน การนากระบวนการเชอมใหม เชน กระบวนการเชอมทเปนกงอตโนมตมาแทนกระบวนการเชอมทใชมอควบคม (Manuall) ตองคานงถงทกษะความสามารถของผปฏบตงาน จาเปนตองใหการฝกและอบรมเพอพฒนาทกษะใหสามารถปฏบตงานดวยกระบวนการเชอมใหม เรวกวากระบวนการเชอมเดม คาใชจายดานการอบรมอปกรณทตองเพมเตมจากเดม เปนสงทตองคานงถงวามปรมาณของงานเพยงพอกบคาใชจายทเพมขนหรอไม

4. อปกรณทชวยในการทางานทกกระบวนการเชอม จะตองพดถงแหลงตนกาลง เชน เครองเชอม และอปกรณทชวยในการทางานใหสะดวกมากขน ถากระบวนการเชอมทเลอกจาเปนตองใชอปกรณชวยในการทางานมากกทาใหราคาและคาใชจายของกระบวนการสงขน

5. อปกรณประกอบสงทจาเปน ไดแก คอนเคาะตะกรนหรอกาจดสแลคสกดมดามอปกรณจายนาประสานหรอฟลกซ ชดดดควน หรอระบายอากาศจากการเชอม เปนตน มสวนทาใหคาใชจายของกระบวนการเพมขน

6. สรปของชนงาน สนม คราบนามน ความสามารถเชอมของเหลกกลาและอน ๆ ตวประกอบเหลานลวนเปนสงทกาหนดกระบวนการเชอม

7. ผลกระทบจากการอารคบางกระบวนการ เชน การเชอมอารคดวยลวดเชอมหมสารพอกหม แสงจากการอารคหรอความรอนจากการอารค ทาใหผปฏบตงานตองสวมชดปองกนเปรยบเทยบกบบางกระบวนการ เชน การเชอมใตฟลกซจะไมเกนแสงหรอความรอนจากการอารคทเปนผลตอปฏบตงานไมตองสวมหนากากหรออปกรณกนความรอนขณะปฏบตงานทาใหผปฏบตงานมความสะดวกสบาย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

10 

8. ความตองการอปกรณจบยดในการเชอม การนากระบวนการเชอมแบบกงอตโนมตมาแทนกระบวนการเชอมชนดใชมอควบคมขณะทางานจาเปนตองใชอปกรณจบยดเขามาชวยในการทางานซงกเปนสวนทเพมราคาคาใชจายในการทางาน

9 ความคลองตวหรอความตอเนองในการผลต ถากระบวนการเชอมทเลอกเปนการลดราคาคาใชจาย แตทาใหเกดความไมตอเนองในการผลต ซงทาใหเกดการลาชาในบางจดเนองจากบางจดสามารถผลตไดเรว เชน เครองจกรบางชนดมความซบซอนตองใชการบรการหรอผปฏบตทมความรความชานาญการสง ในการซอมบารงอาจทาใหราคาคาใชจายเพมขน นอกจากนสงทตองคานงถงอกมาก ไดแก ความตองการในการปองกนบารงรกษา ความยดหยนในการใชงานเวลาในการปรบตงกอนทางานและอน ๆ

2.1.4 ทบทวนตรวจสอบกบผปฏบตกระบวนการเชอมทเลอกนน เพราะผปฏบตในกระบวนการเชอมจะเปนผทรวามขอดขอเสยอยางไรกบงานแตละชนด เนองจากประสบการณการทางานกบกระบวนการเชอมนน ๆ มาเปนเวลานาน ถาการเลอกกระบวนการเชอมจากการวเคราะหทกลาวมาขางตน สอดคลองกบความเหนของผปฏบตการตดสนใจเลอกกระบวนการเชอมมาใชในการผลต

2.2 การใหความรอนเกยวกบงานเชอม

ในการเชอมวสดบางชนดจาเปนตองใหความรอนกอนเชอมและหลงเชอม เพอเปนการปลดปลอยความเคนภายในทเกดขน ขณะทาการเชอมและแนวเชอมแขงตว การใหความรอนอาจจะทาระหวางการเชอมแตละแนว ในกรณทตองเชอมทบหลายแนว สาหรบการเชอมงานทมความหนามาก การปฏบตการดวยความรอนนตองควบคมอณหภมกอนเชอม ขณะเชอมและหลงจากเชอมแลว ซงจะตองกาหนดในการกาหนดการปฏบตการเชอม (Welding Procedure)

2.2.1 การใหความรอนกอนเชอม(Preheating)

1. เพอเปนการลดความเคนทเกดขนจากการหดตวของแนวเชอมและแผนชนงานบรเวณรอบ ๆ แนวเชอม โดยเฉพาะอยางยงแนวเชอมทมการยดหดไมอสระ(Highly restrained)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

11 

2. เพอลดอตราการเยนตวณ อณหภมวกฤตประมาณ 1600๐F ถง 1330F(870 ๐ C ถง 720 ๐C)

3. เพอเปนการลดอตราการเยนตว ณ อณหภมวกฤตประมาณ 400๐F (200 ๐C) เพอใหมเวลามากพอสาหรบกาซไฮโดรเจนทอาจผสมอยในแนวเชอมไดมเวลาในการแพรซม และบรเวณกระทบรอน (HAZ) จากจดประสงคดงกลาวขางตน การใหความรอนกอนเชอมเปนการทาใหอตราการเยนตวของชนงานและแนวเชอมชาลง เพมเวลา ณ อณหภมทจดตาง ๆ ทสาคญตอคณสมบตของแนวเชอมและบรเวณกระทบรอนอยางเหมาะสม

จะเหนไดวาความรอนทลดลงอยางรวดเรวใน 1 วนาท ทอณหภม T1 เมอแผนงานมอณหภม 30๐F (0 ๐C) แตถาแผนงานมอณหภม 70๐F(22๐C) ความรอนในแนวเชอมจะลดลงนอยกวาหรออตราการเยนตว (F/sec) หรอ (C/sec) จะชาเมอมการใหความรอนชนงานกอนทาการเชอม

การดดกลนความรอนของชนงานแผนหนา เนองจากการถายเทความรอนจากบรเวณแนวเชอมและบรเวณทไดรบผลกระทบจากการเชอม ไปยงบรเวณทไมไดรบความรอนของชนงานอยางรวดเรว ทาใหแนวเชอมและบรเวณกระทบรอนเยนตวเรว เปรยบเหมอนการจมชบในของเหลวของการชบแขงระยะเวลาทควรจะเปนการเยนตวแนวเชอม และบรเวณกระทบรอน (HAZ) ขนอยกบวสดทนามาเชอมรวมไปถงรปราง หรอรปแบบการถายเทความรอนเปนไปในลกษณะกทศทาง ถาการใหความรอนกอนเชอมไมเพยงพอจะทาใหแนวเชอม และบรเวณกระทบรอนเยนตวเรว ผลทเกดคอชนงานและแนวเชอมมความแขง (Hardness) และเปราะ(Brittle)

การเชอมในบรเวณหรอสถานททมอณหภมรอบๆ ตาโดยเลอกเกบไวภายนอกอาคารมอณหภมตามาก ๆ ในฤดหนาวจาเปนตองใหอณหภมกอนเชอมมาก

2.2.2 ปรมาณความรอนในการใหความรอนกอนเชอม

อณหภมทใหกอนทาการเชอม ขนอยกบองคประกอบของสวนผสมเคมของธาตทผสมอยในชนงานเชอม ความหนาของแผนงานทจะเชอม ปรมาณความรอนทเกดขนจากการเชอมของแตละกระบวนการเชอม ความอสระตอการเปลยนแปลงรปรางและความคงรป (Restraint and Rigidity) ของงานทเชอม วธวด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

12 

ปรมาณความรอนทเกดขน โดยการใหความรอนกอนเชอมจากหวเผาใหทางปฏบตทวไป จะใชการประมาณอณหภมทใหกอนเชอมโดยใช Crayon หรอ Pellets ซงเปนชอลกเพอบอกอณหภมโดยประมาณ ณ จดททาเครองหมายไวดวยอปกรณเหลาน

นอกจากน ตองอาศยคาปรมาณความรอนทใหกอนเชอม จากตารางซงเกยวของกบความหนาของชนงานเชอม และธาตทผสม คาจากตารางเปนการบอกอณหภมตาสดทจาเปนของการใหความรอนกอนเชอมทจะเปนตอการควบคมอตราการเยนตวหลงจากการเชอม

2.2.3 ขอแนะนาในการใหความรอนกอนเชอม 1. ไมทาการเชอมทอณหภมบรเวณทเชอมตากวา 0๐F (-20 ๐C) ถาชนงานทเชอมมอณหภมตากวาอณหภมทกาหนดในตารางของแตละกระบวนการเชอม และแตละความหนาทกาหนดจะตองใหความรอนกอนเชอม โดยอณหภมเทากบหรอสงกวาทกาหนดไวในตารางตามขนาดความหนาของชนงานทเชอมสาหรบชนงานขนาดไมเกน 3 นว การเชอมเหลกทผานชบแขงหรออบลดความแขงเปราะ (Tempered) อณหภมสงสดของการใหความรอนกอนเชอม และการใหความรอนระหวางแนวเชอมตองไมมากกวา 400๐F (200 ๐C) สาหรบงานหนา 1 นว (30 มม.) และสาหรบงานทหนากวานอณหภมใหความรอนตองไมเกน 450๐F(230 ๐C) ปรมาณความเขา (Heat input) ทใหกอนเชอมสาหรบเหลกทผานการชบแขงและอบลดความเปราะ (Tempered) ตองไมเกนกวาขอเสนอแนะของบรษทผผลตเหลกนน

2. สาหรบรอยตอทมเหลกหลายชนดเชอมเขาดวยกน การใหความรอนกอนเชอมตองใชขอกาหนดอณหภมของการใหความรอนกอนเชอมของเหลกทมความแขงแรงสงเปนคาปกต

กกกกกก3.กกเมอชนงานเชอมมอณหภมตากวา 32๐F (0 ๐C) ตองใหความรอนชนงานถง อณหภม 70๐F หรอ 21 ๐C และรกษาอณหภมนไวขณะทางานเชอม

3. เหลกกลาตามมาตรฐาน A36 ความหนาเกนกวา 1 นว ( 25 มม.) (สาหรบงานเชอมสะพาน)ตองใชลวดเชอมไฮโดรเจนตาเทานน

สมาคมการเชอมของอเมรกา (AWS) และสถาบนมาตรฐานเหลกกลาของอเมรกา AIS ไดกาหนดอณหภมทจาเปนตอการใหความรอนกอนเชอมระหวางเทยวเชอม สาหรบเหลกกลาทมคณสมบต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

13 

ความสามารถเชอม (Weldability) ซงแสดงในตารางขางบนน ไดกาหนดอณหภมจาเปนตาสดของการใหความรอนกอนเชอม โดยกาหนดความหนาของวสดทนามาเชอม สวนผสมทางเคมและกระบวนการเชอม แตจะตองมการปรบใชอณหภมสาหรบเหลกกลาทมสวนผสมทางเคมทแตกตางจากตาราง และรปทรงของรอยตอและองคประกอบอน ๆ

โดยทว ๆ ไปเหลกกลาทมธาตคารบอนผสมอยคอนขางสงตองควบคมอตราการเยนตวโดยการใหความรอนกอนเชอมและตองใชลวดเชอมหมฟลกซชนดไฮโดรเจนตา

2.2.4 วธใหความรอนกอนเชอม

สงทตองคานงถงคอ

1. ความหนาของชนงานเชอม

2. ขนาดของแนวเชอม

3. อปกรณสาหรบใหความรอน

สาหรบชนงานทมขนาดเลกจะปฏบตการในเตาอบ (Furnace) หรออกวธหนงโดยการใชหวเผาแกส โดยใชกาซหงตมผสมกบอากาศ หรออาจใชกาซอะซตลน กาซธรรมชาตหรอหวเผาชนดใชนามนเปนเชอเพลงกสามารถใชได แผนใหความรอนชนดใชกระแสไฟฟาสาหรบทาบไปตามแนวยาวขนานกบบรเวณทจะเชอม หรออาจใชการเหนยวนาไฟฟาใหเกดความรอนกได แตกรรมวธในการใหความรอนกอนเชอมน ไมจาเปนตองใชความแมนยาในการกาหนดอณหภม การใหความรอนกอนเชอม สาหรบเหลกกลาคารบอน แตสาหรบเหลกกลาชบแขงและตองอบออนลดความเปราะ ถาความรอนทเกดขนจากการเชอมสงมาก อาจจะมผลตอบรเวณทไดรบผลกระทบจากความรอนได ดงนน จงตองวดอณหภมทจะทาการใหความรอนกอนเชอมสาหรบเหลกประเภทน

การใชอปกรณวดอณหภมชนดวางบนแผนงาน จะเปนตวบอกอณหภมโดยตวมนเองจะหลอมละลายเมอณหภมถงจดหลอมละลายของมน เวลานาไปใชงานจะใช 2 ชนด ทแตกตางกน โดยสาหรบอณหภมชนตา และสาหรบอณหภมชนสง ของการใหอณหภมกอนเชอมของโลหะนน ๆ นอกจากนอาจจะใชไพโรมเตอรเปนตววดอณหภม จะวดไดเฉพาะผวหนาของชนงานทไดรบความรอน ซงเปนอปกรณทวดอณหภมได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

14 

แมนยา แตตองมการปรบตงตลอดเวลา เทอรโมคบเบลจะใชวดอณหภมในเตาอบ สาหรบการใหความรอนงานทมขนาดเลก ซงตองทาในเตาอบ

2.2.5 อณหภมระหวางเดนเชอม

การเชอมชนงานทมความหนา หรอชนงานทตองการหลกเลยงการเกดความรอนสงจาเปนตองเชอมหลายแนว จะตองรกษาอณหภมสาหรบการเชอมเพอรกษาอตราการเยนตว ระหวางการเชอมแตละเทยวเชอม โดยอาจใชหวเผาแกสเปนอปกรณใหความรอน ซงในกรณจะตองเชอมใหแลวเสรจภายในเวลาทสมควร มเชนนนแนวเชอมเดมและชนงานจะเยนตวแลวตองใหความรอนกอนเชอมใหม ซงตองเสยเวลา และคาใชจาย แตถาไมใหความรอนกอนเชอมแตละแนวกจะเกดกรณเชนเดยวกบลกษณะการชบแขงแบบจม เนองจากแนวเชอมเยนตวเรวเพราะสญเสยความรอนจากการกระจายความรอนไปยงบรเวณขางเคยง

การใหความรอนกอนเชอมสาหรบเหลกกลาทผานการชบแขง และอบลดความเปราะเนองจาก เหลกกลาสาหรบการชบแขงเปนเหลกกลาผสมตา ถาผานกระบวนการชบแขงและอบลดความเปราะแลวถานามาเชอมความรอนจากการเชอมสงเกนจากอณหภมทมกจะรกษาคณสมบตความแขงไวแลวจะทาใหชนงานนนสญเสยคณสมบตเดมไป ดงนน จงตองมการใหความรอนกอนเชอมเพอปองกนการเกดรอยแตกราว เนองจากการเยนตวเรวของแนวเชอมแตตองมการควบคมอณหภมทแมนยา เพอไมใหเกดการเปลยนแปลงโครงสรางจลภาคความแขงแรงทจดรากตลอดจนความตานทานการกระแทก ซงเปนคณลกษณะทตองการสาหรบการนาไปใชงานในขณะททาการเชอม บรเวณกระทบรอน (HAZ) จะรอนเนองจากการเชอมอณหภมจะเกนกวาอณหภมการใหความรอนกอนเชอมทกาหนด บรเวณนจะตองเยนตวเรวเพอรกษาคณสมบตเดมของชนงานไว และหลกเลยงการเกดโครงสรางจลภาคหยาบ ซงทาใหเหลกเปราะ ดงนนจงตองควบคมอณหภมการใหความรอนกอนเชอม และอณหภมทเกดจากการเชอมอยางระมดระวงควรเลอกกระบวนการเชอม โดยใหความรอนกระจายในวงกวางในการกาหนดการปฏบตการเชอม (Welding Procedure)

ในการเชอมเหลกกลาทผานกระบวนการชบแขงและอบลดความเปราะ ตองกาหนดการปฏบตการเชอม (Welding Procedure) เพอรกษาคณสมบตความแขงแรงสง ความสามารถทนแรงกระแทกความสามารถในการแปรรปของแนวเชอม การรกษาอตราการเยนตวซงขนอยกบการใหความรอนกอนเชอมและความรอนทเกดจากการเชอม (Heat input) โดยทวไปอตราการเยนตวจะอยท 6 ๐F ( - 14 ๐C)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

15 

ตอวนาท (โดยประมาณ) ทชวงอณหภม 900 ๐F (480 ๐C) การเลอกอณหภมสาหรบใหความรอนกอนเชอมของเหลกกลาชบแขง ใหพจารณาจากสมดลยคารบอนแลวเลกอณหภมทตาทสดของการเสนอแนะ

2.2.6 ขอสาคญทควรพจารณาสาหรบการเชอมเหลก 1. เลอกกระบวนการเชอมชนดทไฮโดรเจนเขารวมตวในแนวเชอมตา

2. อณหภมใหความรอนกอนเชอมใหนอยทสดเทาททาไดโดยยดคาสมดลยคารบอน

3. ความหนาของชนงาน

คาความรอนทเกดจากการเชอม (heat input) อาจลดลงไดโดยลดกระแสทใชเชอมหรอเพมความเรวในการเดนแนวเชอม หรอลดจานวนแนวเชอม ดวยเหตผลน การเชอมโดยไมสายลวดอเลคโทรด (Stringer bead) จงเปนวธทดสาหรบการเชอมเหลกทผานขบวนการชบแขง และอบลดความเปราะตามตารางตอไปน จะแนะนาอณหภมการใหความรอนกอนเชอม และความรอนทเกดขนจากการเชอมเหลกกลา ทผานการชบแขงความหนาขนาดตาง ๆ มหนวยเปนกโลจลยตอนว ของความยาวแนวเชอม จานวนอณหภมทกาหนดในตารางนไดจากการคานวณโดยใชสตร

J = E.I.60 / VX 1000 x 25.4

ตารางท 2.1 อณหภมการใหความรอนกอนเชอมเหลกกลาผสมทผานการชบแขง

ความหนาแผนงานเชอม อณหภมตาสดของการใหความรอนกอนเชอมหรออณหภมระหวางเทยวเชอมสาหรบการเชอมดวยลวดเชอมหมสารพอกหมชนดไฮโดรเจนตา F( C )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

16 

นว (มม.) เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา

To ½ incl.

(12.7)

Over ½ to 5/8 , incl.

(12.7 – 16)

Over 5/8 to ¾, incl.

(16 – 19)

Over ¾ to 7/85, incl.

(19 – 22)

Over 7/8 to 1, incl.

(22 – 25)

Over 1 to 1 – 3/8, incl.

(25 – 35)

Over1 – ½ to1–1/2, incl.

(35 – 38)

50

(10)

100

(38)

100

(38)

100

(38)

100

(38)

200

(94)

200

(94)

50

(10)

50

(10)

50

(10)

50

(10)

50

(10)

150

(66)

150

(66)

150

(66)

200

(94)

200

(94)

200

(94)

200

(94)

250

(120)

250

(120)

100

(38)

125

(52)

125

(52)

150

(66)

150

(66)

200

(94)

200

(94)

75

(24)

75

(24)

125

(52)

125

(52)

200

(94)

200

(94)

225

(107)

50

(10)

50

(10)

50

(100

50

(10)

50

(10)

150

(66)

150

(66)

50

(10)

50

(10)

50

(10)

50

(10)

50

(10)

50

(10)

150

(66)

ตารางท 2.1(ตอ) อณหภมการใหความรอนกอนเชอมเหลกกลาผสมทผานการชบแขง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

17 

ความหนาแผนงานเชอม

นว (มม.)

อณหภมตาสดของการใหความรอนกอนเชอมหรออณหภมระหวางเทยวเชอมสาหรบการเชอมดวยลวดเชอมหมสารพอกหมชนดไฮโดรเจนตา F( C )

เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา เหลกกลา

Over 2 to 3, incl.

(50 – 76)

Over 3

(76)

200

(94)

300

(150)

200

(94)

200

(94)

300

(150)

300

(150)

200

(94)

200

(94)

225

(107)

225

(107)

200

(94)

200

(94)

200

(94)

200

(94)

หมายเหต อณหภมทใหกอนเชอมในตารางนสามารถใชกบแนวเชอม ชนดทงานมการเปลยนแปลงรปรางไมเปนอสระ (highly restrained) และไมทาการเชอมทอณหภม 0 ๐F ( - 17 ๐C) การเชอมเหลกกลาทอณหภมตากวา 0๐F (38๐C) จาเปนตองไลความชนออกจากผวหนางาน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

18 

ตารางท 2.2 อณหภมใหความรอนกอนเชอมสาหรบเหลกมาตรฐานASTM A517 , เกรด B, F และ H

ความหนาแผนงานเชอม

(นว)

(มม.)

อณหภมการใหความรอนกอนเชอม

กระบวนการเชอมอารคดวยลวดเชอมหมสารพอกหม

SMAW

กระบวนการเชอมอารคกาซปกคลมGMAW

กระบวนการเชอมใตฟลกซ

ลวดเหลกกลาคารบอนและคารบอนผสมผงฟลกซชนดเปนกลาง

ลวดเหลกกลาผสมผงฟลกซชนดผสม

Up to ½ , incl. (13)

Over ½ to 1,incl.

(13 – 25)

Over 1 to 2, incl.

(25 – 50)

Over 2

(50)

50 t

(10)

50t

(10)

150

(66)

200

(94)

50t

(10)

50t

(10)

150

(66)

200

(94)

50t

(10)

50t

(10)

150

(66)

200

(94)

50t

(10)

50t

(10)

300

(150)

400

(204)

หมายเหต 1. อณหภมในการใหความรอนกอนเชอมตองสงเกนกวาอณหภมทเสนอแนะในตารางใน

กรณเชอมชนงานทมการยดตวหรอใหตวนอย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

19 

2. การเชอมทอณหภมตากวา 100๐F (38๐ C) ตองขจดความชนทผวหนางานทจะเชอม

ตารางท 2.3 ความรอนจากการเชอมสงสด กโลจล/นวสาหรบแนวตอชนในเหลกกลามาตรฐาน

ASTM A533, เกรด B

อณหภมการใหความรอน

กอนเชอมและอณหภม

ระหวางเทยวเชอม

ความหนาแผนงาน (นว)

1/4 3/8 1/2 5/8 3/4

70

150

200

300

400

23.7

20.9

19.2

15.8

12.3

35.6

31.4

28.8

23.8

19.1

47.4

41.9

38.5

31.9

25.9

64.5

57.4

53

42.5

33.5

88.5

77.4

69.9

55.7

41.9

ตารางท 2.4 ความรอนจากการเชอมสงสด กโลจล/นว สาหรบแนวตอชน เหลกลามาตรฐาน ASTM

A517, เกรด B และ H

อณหภมการใหความรอน

กอนเชอมและอณหภม

ระหวางเทยวเชอม

ความหนาแผนงาน (นว 3/16 1/4 3/8 1/2 5/8 3/4 1 1-1/4

และมากกวา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

20 

70

150

200

300

400

17.5

15.3

14

11.5

9

23.7

20.9

19.2

15.8

12.3

35

30.7

28

23.5

18.5

47.4

41.9

35.5

31.9

25.9

64.5

57.4

53

42.5

33.4

88.6

77.4

69.9

55.7

41.9

Any

120

110.3

86

65.6

Any

Any

154

120

94

ตารางท 2.5 ความรอนจากการเชอมสงสด กโลจล/นว สาหรบแนวตอชนเหลกกลามาตรฐาน ASTM

A517, เกรดF อณหภมการใหความรอน

กอนเชอมและอณหภม

ระหวางเทยวเชอม

ความหนาแผนงาน (นว)

3/16 1/4 1/2 3/4 1 1-1/4 1-1/2 2

70

200

300

400

27

21

17

13

36

29

24

19

70

56

47

40

121

99

82

65

Any

173

226

93

Any

Any

175

127

Any

Any

Any

165

Any Any

Any

Any

ตารางท 2.6 ความรอนจากการเชอม สาหรบรอยตอเหลกกลา HY – 130 มาตรฐาน ASTM

ความหนาแนนแผนงาน (นว) ความรอน,กโลจลย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

21 

กระบวนการเชอมอารคดวยลวดเชอมหมสารพอกหม

SWAW

กระบวนการเชอม

อารคกาซปกคลม

3/8 to 5/8, incl.

Over 5/8 to 7/8, incl.

Over 7/8 to 1 – 3/8, incl.

Over 1 – 3/8 to 4, incl.

40

45

45

50

35

40

45

50

2.2.7 ขอสาคญในการใหความรอนกอนเชอม

1. ถาวสดทนามาเชอมตองใหความรอนกอนเชอม ควรรกษาความรอนทเกดขนกบชนงานไวอยาปลอยใหเยนตวลงกอนเชอมเสรจ เพราะจะตองเสยคาใชจายเพมขนในการใหความรอนใหม

2. จะเปนการประหยดถาทาการเชอมดวยขบวนการเชอมแบบอตโนมตโดยทาการเชอม 2 ดาน พรอมกน โดยหวเชอมดานหนงเชอมกอนหวเชอมทเชอมอกดานหนงหางกนประมาณ 2 – 3 นว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

22 

รปท 2.4 การเชอมตอชนความรอนและการเชอมเชอมตอฉาก

3. การกระจายความรอนของรอยตอแบบตอฉากจะเรวกวาการกระจายความรอนของตอชนนน จงตองใหความรอนกอนเชอมเพอลดอตราการเยนตวในแนวเชอมตอฉาก

4. อยามองขามการใหความรอนกอนเชอม เพอปองกนการแตกราวของแนวเชอมในรอยตอทมการเปลยนแปลงรปรางของแนวเชอมไมอสระ (Restratned) ถงแมวาวดสทนามาเชอมมสมดลยคารบอนทไมตองการใหความรอนกอนเชอมกตาม

2.3องคประกอบขณะทาการเชอม เวลาการเยนตว และการนาไปใชงาน

2.3.1 องคประกอบทสาคญในการควบคมแนวเชอม

การเชอมทไดคณรปของรอยเชอมดหรอไมนนขนอยกบองคประกอบหลายอยาง ดงตอไปน 1. กระแสไฟฟาทใชในการเชอม หมายถง การปรบกระแสไฟฟาในการเชอม ซงจาเปนตองปรบใหเหมาะสมกบความหนาของงาน ขนาดของลวดเชอมทงนกเพอคณรปของงานนนเองเชน

1) ถาใชกระแสไฟฟาในการเชอมสงเกนไป จะทาใหการหลอมละลายเปนไปอยางรวดเรว ทาใหอตราเผาไหมมมาก แองเชอมจะใหญไมสมาเสมอ

2) ในทานองเดยวกน ถาใชกระแสไฟฟาในการเชอมตาเกนไป จะทาใหคาความรอนนอยไมเพยงพอทจะหลอมละลาย งานทาใหงานขาดการหลอมละลายทด แองเชอมจะเลกและมรปรางไมสมาเสมอ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

23 

2. การปรบตงกระแสไฟฟาเชอมดาเนนการได 2 วธ

1) ดจากตารางมาตรฐานการตงไฟเชอมตามขนาดของลวดเชอม หรอจากขางกลองลวดเชอม

2) ในกรณทไมสามารถดไดจากตาราง ผทจะทาการเชอมตองตงกระแสไฟเชอมเอง โดยมวธการดงน

ก) นาลวดเชอมไฟฟาทไดคดเลอกใหเหมาะสมกบงานแลว เขา ทหวจบลวดเชอม

ข) นาชนงานทจากการทดลอง วางบนโตะเชอม

ค) ปรบกระแสไฟเชอมใหอยจดใดจดหนงกอน แตตองไมสง จนเกนไป

ง) เปดเครองเชอมใหกระแสไฟเขาเพอปฏบตการเชอมและให สงเกตด

- ขณะทาการเชอมถาไฟออนลวดเชอมจะตดถาสงเกนไปจะเกด เสยง ดงหง ๆ

- จดระยะอารคไดงาย

- ลวดเชอมจะไมรอนจด และละลายเรวจนเกนไป

- การควบคมนาเหลกทหลอมละลายไดด

- ดแนวของการเชอม ขนาด กวาง สง มรอยตดดานขางรอย เชอม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

24 

ตารางท 2.7 การตงกระแสไฟเชอม

ขนาดเสนศนยกลาง เชอมในแนวราบ เชอมแนวตง ลวดเชอม (มม.) (แอมแปร) และทาเหนอศรษะ(แอมแปร)

2.6 60 60 3.2 120 110

4 150 140

5 175 160

3. ลวดเชอมไฟฟา ลวดเชอม คอ แทงโลหะทมสวนผสมทางเคมใกลเคยงกบโลหะ (งาน) ททาการเชอมขณะทเกดการอารคนนจะมพลงความรอนเกดขน และจะทาการหลอมละลาย ปลายลวดเชอมใหเปนหยดผสมกบจดหลอมละลายของงาน ทาใหเกดเปนรอยเชอม ดงนนลวดเชอมจงมลกษณะเปนตวประสานใหแผนงานทงสองตดกน

ลวดเชอมทใชในการเชอมไฟฟาโดยทว ๆ ไป จะมสวนประกอบอย 2 สวน คอ

1) แกนลวดเชอม (มสวนผสมตามชนดของโลหะเชอม)

2) สารพอกหม หรอฟลกซ (มสวนผสมทางเคม)

แกนลวดเชอม จะประกอบไปดวยสวนผสมของธาตตาง ๆ ตามคณสมบตทตองการอาทเชน คารบอน แมงกานส ฟอสฟอรส ซลกอน ฯลฯ เปนตน ปรมาณของธาตตาง ๆ จะมากหรอนอยเพยงไรนนขนอยกบประเภทของลวดเชอม แกนลวดเชอมจะมขนาดเสนผานศนยกลางตาง ๆ กน เชน 2.6, 3.2, 4.0, 5.0 ม.ม. เปนตน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

25 

สารพอกหมจะประกอบดวยธาตและสารประกอบทางเคมหลายชนด เพอทาหนาทตางกน เชน ซลกอนไดออกไซด แคลเซยมฟลออกไรด ฯลฯ เปนตน สาหรบสารพอกหมลวดเชอมแตละประเภท จะมสวนผสมแตกตางกน ทงนขนอยกบ คณลกษณะการใชงานและคณสมบตทตองการ

4. ลวดเชอมทดจะตองมคณสมบตดงตอไปน

1) ลวดเชอมนน จะตองจดประกายอารคไดด

2) การละลายของปลายลวดเชอมขณะไดรบความรอนจะตองนาโลหะ สมาเสมอคงท

3) การหลอมละลายของบอหลอมมลกษณะเปนของเหลว

4) การเคาะฟลกซออกไดงาย

5) ลกษณะแนว รปราง และผวหนาแนวเรยบปานกลางไปจนถงหยาบ

6) ความสามารถในการประสานชนงานทวางหางกนได

5. การเลอกลวดเชอม มความจาเปนอยางยงทผปฏบตงานเลอกลวดเชอมใหเหมาะสมกบงาน โดยจะตองพจารณา

ถงองคประกอบทสาคญ คอ

1) ความแขงแรงของงานทจะทาการเชอม

2) สวนผสมของงานทจะทาการเชอม

3) รปราง ลกษณะของงาน ตลอดจนการออกแบบรอยตอ

4) กระแสไฟฟาทใชในการเชอม

5) ตาแหนงทาเชอม

6) สรปการทางาน เชน ทนตอกรด ดาง อณหภม เปนตน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

26 

6. ระยะอารค หมายถง ระยะหางระหวางปลายลวดเชอมกบผวหนา ของงานทจะเชอม เชน ถาใชลวดขนาดเสนผานศนยกลาง 4 มม. ระยะอารคกควรจะมคานอยกวาหรอประมาณ 4 มม. เปนตน

ถาระยะอารคมากเกนไป จะทาใหลวดเชอมทหลอมละลายอยแตกกระเดนเปนเมดเลก ๆ กระจดกระจายทวไป แนวเชอมจะกวางใหญไมสมาเสมอ การหลอมละลายรวมตวกนระหวางลวดเชอมกบเนองานไมดเทาทควร

การเกดอาการเบยงเบนของอารคเนองจากอานาจแมเหลก การเชอมไฟฟาขณะอารค จะเกดการเปาซงเปนปรากฎการณทรบกวนการเชอมทเหนไดชด อาการทเกดขนน เกดจากประกายอารคของชองอากาศระหวางปลายลวดเชอมกบชนงานและไปจากแนวตรงตามปกต ทาใหการเชอมนนตอบตอไปไมได ความไมคงทของประกายอารค ทาใหวสดชนงานหลอมละลายไมเพยงพอเมอชนงานเยนนาเมดโลหะทปลายลวดเชอมเกดการหมนวน และเหวยงตวเอง เมดนาโลหะเลก ๆ กระเดน กระจายทวไป ถามวธการปองกนทถกตองและเหมาะสมอาการเบยงเบนจากอานาจแมเหลกจะลดลงตาลง

สาเหตทเกดทางฟสกส การเกดอาการเบยงเบนของอารคเนองจากอานาจแมเหลกเหนไดชดเจน เมอใชไฟฟากระแสตรงมาทาการเชอมกระแสไฟฟาไหลผานตวนา คอลวดเชอมเกดสนามแมเหลก รปวงแหวน โดยรอยตวนนในแนวตงฉากกบทศทางไหลของกระแสไฟเชอม สนามแมเหลกทเกดขนทาหนาทเหมอนทอ แกนกลางของทอคอวสดตวนานนเอง ตวนาขงตรงเสนแรงแมเหลกทเกดขนตรง ถาตวนาคดงอหรอมมเสนแรงแมเหลกกคดงอตามไปดวย เปรยบเทยบไดกบผนงทอ ถาเราดดทอ ผนงทอดานในจะอดนวแนน ผนงทอดานนอกจากยดตวออก สนามแมเหลกวงแหวนกเชนเดยวกน เสนแรงรอยตวนา ภายนอกของโคงจะเกดเสนแรงภายในโคงจะเกดแนนและถาใหตวนาเหยยบตรงเสนแมเหลก จะเปนวงแหวนเรยงกนเปนแนวขนานรอบตวนา ตวนาคดงอทโคงดานในวงแหวนจะเกยกน ซงอานาจแมเหลกทกระทาตอการอารคนเรยกวา “อารคโบลว”

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

27 

รปท 2.5 สนามแมเหลกทเกดรอยตวนาทโคงงอ

7. มมในการเชอม หมายถง การวางตาแหนงลวดเชอมทจะทาแนวกบชนงาน ซงจะมผลตอการเชอมมาก มมการเชอมในแตละทาเชอมกไมเหมอนกน เชน ทาราบ ลวดเชอมจะทามม 75 ๐ กบชนงาน เปนตน

รปท 2.6 มมลวดเชอมทากบชนงาน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

28 

ชางเชอมทกคนไมตองการใหเกดปรากฎการณลกษณะเชนน เมอเดนลวดเชอมตอไปอาการเปาเบยงเบนจากอานาจแมเหลกจะลดนอยลงไปเมอถงกงกลางแผนโลหะชนงาน จะหายไปเมอเดมเชอมเลยศนยกลางชนงานเปลวอารคจะเบยงเบนกลบทางตรงกนขามกบทศทางเชอม จนเดนเชอมถงจดสดแนวการเบยงเบนมาศนยกลางมากยงขน เพราะเสนแรงแมเหลกจะผานอากาศไดยากอกครง อาการเบยงเบนจะเดนดานในแผนงาน สรปการเบยงเบนของอารคจะเกดจากอานาจแมเหลก ทแนวศนยกลางของชนงานจะเกดนอย เพราะเสนแรงแมเหลกทเกดขนโดยรอบลวดเชอมมความสมดลย

รปท 2.7 คณสมบตของประกายอารคทเกดกบวสดทเปนแมเหลก เชน แผนแมเหลก

8. ความเรวในการเดนของลวดเชอม หมายถง ความเรวในการเดนลวดเชอมซงนบวาเปนสงสาคญอกอยางหนงทจะทาใหงานเชอมมคณรป ถาหากเดนลวดเชอมชาจะทาใหแนวเชอมกวางเกนไป แองเชอมจะตน พวกสารมลทนและกาซตาง ๆ จะฝงตวและแทรกอย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

29 

รปท 2.8 การเดนลวดเชอม

2.3.2 เวลาการเยนตวและการนาไปใชงาน

1. การหดตวและความเคนในงานเชอม

ขณะททาการเชอมบรเวณแนวเชอมมอณหภมสงมาก ทาใหแนวเชอมไดรบความรอนแลวเกดการขยายตว บรเวณทถดจากแนวเชอมยงเยนตวอยกขดขวาง การขยายตวเกดมความเคนอดคงเหลออยในแนวเชอมสวนทเปนชนงานทหางออกจากแนวเชอมกจะเกดความเคนอดเชนกน เพราะแรงททาใหเกดการเปลยนแปลง ทงในชวงชวคราว (Elastic) และชวงถาวร (Plastic) ดงนนจงเกดการหดตวเมอแนวเชอมเยนตวลงสงเกตเหนวาชนงานเปลยนแปลงรปรางและเปลยนแปลงมมของรอยตอ

เมอแนวเชอมเยนตว จะเหนวาแนวเชอมเกดแรงททาใหเกดการหดตวตามความยาว แนวเชอมตามความกวางแนวเชอมและทางความหนาของแนวเชอมคงเหลออย เราแบงการหดตวตามทศทางทงสามในแนวเชอมคอ

1) การหดตวตามขวาง แนวเชอม

2) การหดตวตามความยาว แนวเชอม

3) การหดตวตามความหนา แนวเชอม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

30 

รปท 2.9 การหดตวทง 3 ชนดนจะเกดพรอมกนในเวลาเดยวกน

2. การหดตวตามขวางแนวเชอมตอชนและแนวเชอมตอฉาก

แนวเชอมเยนตว จากแผนงานในทศทางตงฉากกบความยาวแนวเชอม เขาสแนวเชอมทาใหเกดการหดตวในทศทางขวางแนวเชอม วธลดการหดตวตามขวางแนวเชอม โดยใชอปกรณจดยดขนงานขณะเชอม และโดยไมใชวธการเชอมอาจเปนการยาหมด การขนนอตสกรการวดการหดตวตามขวางแนวเชอมโดยวธงาย ๆ โดยการใชวงเวยนรศมเทาใดกได ใหจดศนยกลางอยบนชนงานแผนใดแผนหนง เขยนสวนโคงใหรศมสวนโคงอยบนงานอกแผนหนง หลงจากเชอมชนงานแลวใชจดศนยกลางเดม รศมเทาเดมเขยนสวนโคงใหมแลววดระยะหางระหวางเสนสวนโคงแรกและเสนสวนโคงทสอง ระยะทวดไดน คอ การหดตวตามขวางแนวเชอม

รปท 2.10 แนวเชอมตอชน รปท 2.11 แนวเชอมตอฉาก

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

31 

การหดตวประมาณ 0.6 – 3.3 มม. การหดตวประมาณ 0 – 1.3 มม.

 

 

 

 

 

 

 

ตารางท 2.8 แสดงขบวนการหดตวในแนวเชอมตอชนตามขนาดความหนาจานวนแนวเชอมและ

กระบวนการเชอม

รปหนาตวแนวเชอมและความหนา (มม.)

กระบวนการเชอมและจานวนแนวเชอม ขนาดการหดตว(มม.)

กระบวนการเชอมไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซ (SMAW) จานวน 2 แนว

1.0

กระบวนการเชอม ทก (TIG) เชอม จานวน 4 แนว

1.4

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

32 

กระบวนการเชอมไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซ(SMAW) เชอม 5 แนว

1.6

กระบวนการเชอมไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซ (SMAW) เชอมจานวน 5 แนว เชอมแนวซมลกดานตรงขาม จานวน 2 แนว

1.8

รปหนาตวแนวเชอม

และความหนา (มม.)

กระบวนการเชอม

และจานวนแนวเชอม

ขนาดการหดตว

(มม.)

กระบวนการเชอมดวยกาซเทคนคการเชอม (Back hand) จานวน 1 แถว

2.3

กระบวนการเชอมไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซ(SMAW) เชอมจานวน 20 แนว

3.2

ตารางท 2.8 (ตอ) แสดงขบวนการหดตวในแนวเชอมตอชนตามขนาดความหนาจานวนแนวเชอมและ

กระบวนการเชอม

1/3 สวนของความหนาใชกระบวนการการเชอมไฟฟาดวยลวดเชอมหม (SMAW)

2/3 สวนของความหนาใชกระบวนการเชอมใตฟลกซ (SAW) 1 แนว

2.4

กระบวนการเชอมใตฟลกซ(SAW)

1 แนว เชอมใชแผนทองแดงปะกบหลง (BACK STRIP)

0.8

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

33 

กระบวนการเชอมไฟฟาดวย

ลวดเชอมหมฟลกซ(SMAW)

บากหนางาน 120 องศา

3.3

กระบวนการเชอมไฟฟาดวย

ลวดเชอมหมฟลกซ (SMAW)

เชอมดานเดยว โดยใชแผนปะกบหลง

1.5

กระบวนการเชอมไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซ(SMAW) เชอมขางละ 4 แนว

1.8

กระบวนการเชอมไฟฟาดวยลวดเชอมหมฟลกซ (SMAW) ทการละลายซมลกสง

1.6

 

ผลทไดจากตารางนหาขอสรปไดดงน คอ 1. จานวนของแนวเชอมในการเชอมไมมผลตอการหดตวตามขวางของแนวเชอม

2. สดสวนปรมาณความรอนตอความหนาแนวเชอมมผลตอการหดตวตามขวางของแนวเชอมในกรณทชนงานมความหนามาก ทาใหแนวเชอมมความหนาและความกวางมากทาใหปรมาณความรอนมากขนดวย ถาเปนไดควรเลอกเตรยมงานทมมมหรอรองบากแคบ ๆ

3. การคานวณการหดตวตามขวางแนวเชอมตอชน การหดตวแนวเชอมตอชน เกดจากบรเวณดานขางของแนวเชอมไดรบความรอนจากแนวเชอมแผออกไปยงแผนงานทงสองขาง ทาใหแผนงานทงสองขางขยายตว เมอเยนตวลงจะเกดการหดตวในแผนงานทงสองแผนทตงฉากกบความยาวแนวเชอม (ตามขวางแนวเชอม) สามารถคานวณหาได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

34 

รปท 2.12 แผนทตงฉากกบความยาวแนวเชอม

การหดตวตามขวางแนวเชอม Q = 2 x 1 + 0.02b หรอ

1 = x 1 x t

เมอ 1 = ความยาวทไดรบอทธพลจากความรอน

=สมประสทธการขยายตวจากความรอนของวสด

t = อณหภมตรงกลางของแผนงาน

0.02 =คาสมประสทธความเรวการหลอมละลาย

t = ขนาดกงกลางของความกวางแนวเชอม

อณหภมใกลแนวเชอม 1000

800 600

400

200

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

35 

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

รปท 2.13 จากเสนแสดงความสมพนธระหวางอณหภมและระยะหางจากแนวเชอม

บรเวณประมาณกวาง 200 มม. หางจากแนวเชอมจะมอณหภมประมาณ 400 องศาเซลเซยส และสมประสทธการขยายตว เนองจากความรอนสาหรบเหลกกลาทอณหภมระหวาง 0 ถง 400 องศาเซสเซยส เทากบ 0.013 และสมประสทธการหลอมละลาย (2 % ) 0.12

ตวอยาง การคานวณหาการหดตวตามขวางแนวเชอมกาหนดให 1 = 0.2 เมตร สมประสทธการขยายตวจากความรอนทอณหภม 400 องศาเซสเซยส= 0.013 t = 400 องศาเซสเซยสb = 12 มม.

การหดตวขวางQ = 2 x x 1 X t + 0.02 b

= 2 x 0.013 x 0.2 x 400 + 0.02 x 12

= 2.30มม.

สามารถควบคมการหดตวตามขวางแนวเชอมในแนวเชอมตอชนได โดยเตรยมรอยบากของแนวเชอมใหแคบเทาทจะทาได

การหดตวตามขวางแนวเชอมขนอยกบองคประกอบตอไปน คอ

- กระบวนการเชอม

- ความกวางรองรอยตอ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

36 

- จานวนแนวเชอม

- ชนดลวดเชอม

4. การหดตวตามขวางแนวเชอมตอฉากมนอยกวาแนวเชอมแบบตอชนทงหมดขนอยกบ

1) ความสมพนธของขนาดแนวเชอม (Troat) ตอความหนาของชนงานตองเหมาะสม (ยงงานหนายงตองพจารณา)

2) การเชอมงานทมความหนา ตองใชวธการจดลาดบตาแหนงการเชอม (ยงงานหนายงตองพจารณา)

2.3.3 การเปลยนแปลงมมเนองจากการหดตวในแนวเชอมตอฉาก

การเชอมตอฉากมกจะเปนการเชอมตอตวทหรอตอแบบกากบาท ปญหาทเกดบอย ๆ คอ ในเนอตรงกลางของชนงานมแมงกานสซลไฟต(Mns) ลกษณะแถวยาว ๆ เกดจากการรดแปรรปในการผลตเหลกชนงานเมอนามาเชอมตอตวท หรอตอแบบกากบาท จะเกดการหดตวทแนวเชอมแลวเกดแรงดง ทาใหชนงานแผนลางแยกออกจากกน จากเหตผลดงกลาวจงมกเลยงการเชอมแนวตอฉากทขนานแนวเชอม (Throat) หนา หรอทาใหงานไดรบความรอนสงขณะเชอม อตราการเปลยนแปลงมมจากการหดตวในการเชอมฉาก ขนอยกบขนาดของแนวเชอมตอฉาก (Throat) และความหนาของชนงาน ถาความหนาของแนวเชอมตอฉาก (Throat) เทากบครงหนงของความหนาชนงาน (0.5t) การเปลยนแปลงมมจากการหดตวในแนวเชอมตอฉากทเกดขน และพอบอยในงานเชอมโครงสรางทว ๆ ไปจะประมาณ 3 องศา ซงดไดจากรปตอไปน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

37 

รปท 2.14 การหดตวในแนวเชอมตอฉาก

2.3.4 การหดตวตามความยาวแนวเชอม บรเวณทไดรบผลกระทบความรอนจากแนวเชอม (Heat Affected Zone) บรเวณขาง ๆ แนวเชอม

จะเกดแรงชนดหนงขน คอ การยดตวตามความยาวของแนวเชอม การขยายตว เนองจากความรอนจะยงมมากขนในบรเวณใกล ๆ แนวเชอม และบรเวณทไดรบความรอนนอย หรอไมไดรบผลกระทบความรอนจากการเชอมกจะเปนตวขดขวางการขยายตว จงทาใหเกดแรงกดอดและขดขวางการหดตวเมอแนวเชอมเยนตวลงทาใหเกดความเคน และการเปลยนรปราง 1. การหดตวตามความยาวแนวเชอม แบงเปน 3 แบบ

1) การหดตวตามความยาวของคานจากการเชอมสมมาตรกนแกนสะเทน (CG) การหดตวตามยาวของคาน จากการเชอมแนวสมมาตร ในการเชอมโครงสรางขนาดใหญอาจจะมองเหนคอนขางยากทาใหดเหมอนวาไมมบทบาทอะไรมากนก แมทจรงแลวมความสาคญคอ ในการเชอมคานโครงสรางแลวคานไมสามารถหดตวนนแสดงวา เกดความเคนภายในเกดขนในคาน

การโคงงอของคานเนองจากแรงอดในการเชอม ไมสมมาตรกบแกนสะเทน (CG)

รปท 2.15 การโกงของคานจากการหดตวของแนวเชอมใตแกนสะเทน

รปท 2.16 การงอตวของคานจากการหดตวของแนวเชอมเหนดอแกนสะเทน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

38 

รปท 2.17 การงอตวของคานจากการหดตวของแนวเชอมเหนดอแกนสะเทน

การเชอมคานตวท สามารเหนการโคงงอของคานไดชดเจน โดยเฉพาะในคานตวททมความยาว การเชอมทไมสมมาตรกบแกนสะเทนเปนแนวเชอมยาว จะทาใหเกดแรงอดซงเกดจากการหดตวในแนวเชอมแรงอดทเกดจากการหดตวนทาใหเกดโมเมนตดด (Bending Moment) ขนไดจากระยะหางจดกลางของแรงหดตว และแนวสะเทนของคาน การเปลยนรปรางของคานจากการเชอมทไมสมมาตรกบแกนสะเทน ขนอยกบขนาดหนาตดแนวเชอมและชนดลวดเชอม การเชอมแบบเวนระยะจะทาใหการเปลยนรปรางของคานนอยลง การเปลยนรปรางเนองจากการเยนตวไมสมาเสมอในงานแผน (การยดตวและหดตวเกดขนพรอมกนในชนงาน)

รปท 2.18 การยดตวและหดตวทเกดขน

ในการเชอมตรงกลางของโลหะแผนบางทบรเวณแนวเชอม จะเกดการหดตวเนองจากการเยนตวและเกดแรงดงทบรเวณรอย หรอรมของแผนบางจะทาใหแผนบางเกดเปนคลนตามรป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

39 

ในการเชอมยอมจะเกดการหดตวตามแนวขวาง และตามยาวแนวเชอมพรอมกนเปนททราบกนดแลววาการหดตวทเกยวกบการเชอมแนวยาว ๆ เกดจากความยาวของแนวเชอมความเรวในการเชอมชนดรปแบบของแนวเชอมและการปฏบตการเชอม การเตรยมรอยตอหรอแคบ กมสวนเพราะในงานเชอมไมสามารถเชอมแนวเชอมทกวางเกนไปและดวยสาเหตตาง ๆ มากมาย การเปลยนรปรางเกดขนไดจากการหดตวตามขวางแนวเชอม และหดตวตามยาวแนวเชอม ขณะททาการเชอม รปแสดงความแตกตางของการเคลอนไหว ของชนงานจากการหดตว ในการเชอมตอชนหวลกศรแสดงทศทางการหดตว

รปท 2.19 การเชอมตอชนหวลกศรแสดงทศทางการหดตว

การเชอมชนงานทเชอมยดไมแขงแรงจะทาใหชนงานเกดการหนแนวโอนไปตามทศทางของแรงทเกดขน เชน การหดตวขวางแนวเชอม และการหดตวตามยาวแนวเชอม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

40 

รปท 2.20 การหดตวขวางแนวเชอม และการหดตวตามยาวแนวเชอม

2.4 เหลกกลาไรสนม หรอ สเตนเลส (องกฤษ: Stainless steel) นน ในทางโลหกรรมถอวาเปนโลหะผสมเหลก ทมโครเมยมอยางนอยทสด 10.5% ชอในภาษาไทย แปลจากภาษาองกฤษวา stainless steel เนองจากโลหะผสมดงกลาวไมเปนสนมทมสาเหตจากการทาปฏกรยากนระหวาง ออกซเจนในอากาศกบโครเมยมในเนอสเตนเลส เกดเปนฟลมบางๆเคลอบผวไว ทาหนาทปกปองการเกดความเสยหายใหกบตวเนอสเตนเลสไดเปนอยางด ปกปองการกดกรอน และไมชารดหรอสกกรอนงายอยางโลหะทวไป สาหรบในสหรฐอเมรกาและในหลายประเทศ โดยเฉพาะในอตสาหกรรมการบน นยมเรยกโลหะนวา corrosion resistant steel เมอไมไดระบชดวาเปนโลหะผสมชนดใด และคณภาพระดบใด แตในทองตลาดเราสามารถพบเหน สเตนเลสเกรด 18-8 มากทสด ซงเปนการระบถง ธาตทเจอลงในในเนอเหลกคอ โครเมยมและนเกล ตามลาดบ สแตนเลสประเภทนจดเปน Commercial Grade คอมใชทวไปหาซอไดงาย มกใชทาเครองใชทวไป ซงเราสามารถจาแนกประเภทของสเตนเลสไดจากเลขรหสทกาหนดขนตามมาตรฐาน AISI เชน 304 304L 316 316L เปนตน ซงสวนผสมจะเปนตวกาหนดเกรดของสเตนเลส ซงมความตองการในการใชงานทแตกตางกนออกไป สเตนเลสกบการเกดสนม ปกต Stainless steel จะไมเปนสนมเพราะทผวของมนจะมฟลมโครเมยมออกไซด บางๆเคลอบผวอยอนเนองมาจากการทาปฏกรยากนระหวาง Cr ใน Stainless steel กบ ออกซเจนในอากาศ การทาให Stainless steel เปนสนมคอการถกทาลายฟลมโครเมยมออกไซด ทเคลอบผว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

41 

ออกไปในสภาวะท Stainless steel สามารถเกดสนมได กอนทฟลมโครเมยมออกไซดจะกอตวขนมาอกครงเชน ถาสเตนเลสถกทาใหเกดรอยขดขวน แลวบรเวณรอยนนมความชน ซงสามารถทาใหเกดปฏกรยากบธาตเหลกกอนทฟลมโครเมยมออกไซดจะกอตวขนมา กจะเปนสาเหตใหเกดสนมขนได

2.4.1 ประเภทของสเตนเลส

คนโดยทวไปจะไมทราบวาสเตนเลสมกประเภท และมกจะมการเขาใจผดวาสเตนเลสแทตองแมเหลกดดไมตด แตจรงๆแลวการทแมเหลกจะดดตดหรอไมตดนนขนอยกบประเภทของสเตนเลส สเตนเลสแบงออกเปนกลมพนฐาน ได 5 กลมคอ ออสเทนนตค, เฟอรตค, ดเพลกซ, มารเทนซตค และ กลมเพมความแขงโดยวธการตกผลก

กลมออสเทนนตค (Austenitic) หรอสเตนเลสตระกล 300 เปนเกรดทใชงานแพรหลายมากทสดถง 70%

มคณสมบตทแมเหลกดดไมตด (non – magnetic) มสวนผสมของโครเมยม 16% คารบอนอยางมากทสด 0.15% มสวนผสมของธาตนกเกล 8% เพอปรบปรงคณสมบตในการทาการประกอบ(Fabrication)และเพมความตานทานการกดกรอน เกรดทรจกกนอยางแพรหลายและนยมเรยก 18/10 คอการทมสวนผสมของโครเมยม 18% และนกเกล 10%

กลมเฟอรตค (Ferritic) แมเหลกดดตด(magnetic) มธาตคารบอนผสมปรมาณทตา และมโครเมยมเปนธาตผสมหลกทสาคญอาจอยระหวาง 10.5%-27% และมนกเกลเปนสวนผสมอยนอยมากหรอไมมเลย

กลมมารเทนซตค (Martensitic) แมเหลกดดตด(magnetic) มสวนผสมของโครเมยม 12-14% และมธาตคารบอนผสมอยปานกลาง มโมลบดนมเปนสวนผสมอยประมาณ 0.2-1% ไมมนกเกล

สเตนเลสตระกลนสามารถปรบความแขงไดโดยการใหความรอนแลวทาใหเยนตวอยางรวดเรว (Quenching)และอบคนตว (Tempering) สามารถลดความแขงได คลายกบเหลกกลาคารบอน และพบการใชงานทสาคญในการผลตเครองตด, อตสาหกรรมเครองบนและงานวศวกรรมทวไป

กลมเพมความแขงโดยการตกผลก (Precipitation hardening)เกรดทเปนทรจกในตระกลน คอ 17-4H ซงมสวนผสมของโครเมยม 17% และนกเกล 4% สามารถเพมความแขงแรงไดโดยกลไกเพมความแขงจากการตกผลก (Precipitation hardening mechanism) โดยสามารถเพมความแขงแรงสงมาก มคา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

42 

ความเคนพสจน (Proof stress) อยระหวาง 1,000 ถง 1,500 เมกาปาสคาล (MPa) ขนอยกบชนดและกรรมวธปรบปรงคณสมบตดวยความรอน (Heat treatment)

กลมดเพลกซ (Duplex) มโครงสรางผสมระหวาง โครงสรางเฟอรตค และออสเทนนตค มโครเมยมเปนธาตผสมอยระหวาง 19-28% และโมลบดนมสงกวา 5% และมนกเกลนอยกวาตระกลออสเทนนตค พบวามการใชงานมากโดยเฉพาะอยางยงในบรรยากาศแวดลอมของคลอไรด

2.4.2 ประโยชนของการใชงานสเตนเลส

ใชในสงแวดลอมทกดกรอน (Corrosive Environment)

งานอณหภมเยนจด ปองกนการแตกเปราะ

ใชงานอณหภมสง (High temperature)ปองกนการเกดคราบออกไซด (scale) และยงคงความแขงแรง

มความแขงแรงสงเมอเทยบกบมวล (High strength vs. mass)

งานทตองการสขอนามย(Hygienic condition) ตองการความสะอาดสง

งานดานสถาปตยกรรม (Aesthetic appearance) ไมเปนสนม ไมตองทาส

ไมปนเปอน (No contamiation) ปองกนการทา ปฏกรยากบสารเรงปฏกรยา

ตานทานการขดถแบบเปยก (Wet abrasion resistance)

2.4.3 ผวของสเตนเลส

No.1- รดรอนหรอรดเยน / อบออน หรอปรบปรงดวยความรอน คราบออกไซดไมไดขจดออก / ใชงานในสภาพทรดออกมาโดยทวไปจะใชงานททนความรอน

2D- สภาพผว 2D หลงจากการรดเยนโดยลดความหนาลง ผานการอบออนและการกดผวโดยกรดลกษณะผวสเทาเงนเรยบ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

43 

2B- ผว 2D ทผานลกรดขนาดใหญกดทบปรบความเรยบ เพมความเงาผวเงาสะทอนปานกลาง ผลตโดยวธการรดเยน ตามดวยการอบนาออนขจดคราบออกไซด และนาไปรดเบาๆ ผานไปยงลกกลงขด ซงเปนวธการทวไปของการรดเยน ผวทไดสวนมากจะอยในระดบ 2B

BA-ผานกระบวนการรดเยนโดยความหนาลดลงทละนอยๆ ผานการอบออนดวยกาซไฮโดรเจน เพอปองกนกนการออกซเดชนกบออกซเจนในอากาศ ผวมนเงา สะทอนความเงาไดด ผวผลตภณฑสเตนเลสจะกระทาดวยวธน ซงจะมเครองหมาย BA หรอ No.2BA, A ซงผวอบออนเงา จะมลกษณะเงากระจก ซงเรมตนจากการรดเยน อบออนในเตาควบคมบรรยากาศ ผวเงาทเหนจะเปนการขดผวดวยลกกลงขดผว หรอเจยรนยผวตามเกรดทตองการ ผวอบออนเงาสวนมากจะใชกบงานสถาปตยกรรม ทตองการผวสะทอน ผวอบออนสนานมจะไมสะทอนแสงเหมอนกบ No.8 จะใชกบงานทเปนขอบ ชนสวนทางสถาปตยกรรม ภาชนะในครว อปกรณในกระบวนการผลตอาหาร

No.4, Hair Line- สภาพผว 2B ทผานการจดถดวยกระดาษทรายเบอร 120-220 โดยคาความหยาบขนอยกบแรงกด, ขนาดของอนภาคเมดทราย และระยะเวลาการใชงานของกระดาษทราย ผว No.4 เปนสภาพผวทสนองตอการนาไปใชงานทวไป เชนรานอาหาร อปกรณเครองใชในครว อปกรณรดนม

No.8- สภาพผว 2B, BA ขดดวยผาขดอยางละเอยดมากขนตามลาดบ เชน #1000, ผาขนสตว โดยมผงขดอะลมเนยมและโครเมยมออกไซด ผว No.8 สวนมากจะเปนผวเงาสะทอนคลายกระจกเงา ผลตภณฑสวนใหญจะเปนสเตนเลสชนดแผนโดยผวจะถกขดดวยเครองขดละเอยด นาไปใชกบงานตกแตงทางดานสถาปตยกรรม และงานทเนนความสวยงาม

2.4.4 การกดกรอน

สเตนเลสเปนวสดททนและตานทานการกดกรอน อยางไรกตามมสเตนเลสหลายตระกลทสามารถตานทานการกดกรอนไดดเลศ ในประเดนการใชงานทตางกน ซงตองเลอกไปใชในงานผลตหรองานประกอบโครงสราง ในงานอตสาหกรรมตางๆ อยางระมดระวง

การกดกรอนทวไป (General corrosion)

เปนการกดกรอนทเกดขนตลอดทวผวหนา (Uniform attack) การกดกรอนแบบนมอนตรายนอยเพราะวาสามารถวด และทานายการกดกรอนทจะเกดขนลวงหนาได การกดกรอนแบบนจะเกดขนกบสเตนเลสในสงทแวดลอมทมผลตอการกดกรอนในอตราทตามาก

การกดกรอนเนองจากความตางศกยไฟฟา (Galvanic corrosion)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

44 

เปนการกดกรอนทเกดจากโลหะ 2 ชนดทมศกยทางไฟฟาแตกตางกนมาอยตดกน จมอยในสารละลายทมฤทธกดกรอนเดยวกน สเตนเลสจะเปนโลหะทมศกยสงกวา ดงนนอตราการกดกรอนแบบกลวานคมกจะไมคอยเพมขนในสเตนเลส

การกดกรอนแบบสกกรอนเนองจากการไหลของสารละลายทมฤทธกดกรอนสง (Erosion corrosion)/การกดกรอนเนองจากการขดถ (Abrasion corrosion)

การกดกรอนแบบ Erosion/abrasion เปนปฏกรยาทเกดรวมกนระหวางการสกหรอทางกลกบการกดกรอนจากสารละลาย , ผงหรอเศษทหลดมาจากการขดถ จะแขวนลอยอยในสารละลาย และไหลดวยความเรวสงจะทาใหผวหนาสมผสมอตราการกดกรอนสง สเตนเลสจะมความตานทานการกดกรอนแบบสกกรอนฯ หรอแบบขดถสงเนองจากมฟลมถาวรทยดแนน และสรางทดแทนขนทผวหนาสมาเสมอ

การกดกรอนตามขอบเกรน (Intergranular corrosion)

C. ทาใหขอบเกรนมปรมาณโครเมยมลดลง มความตานทานการกดกรอนตามแนวขอบเกรนตา แกไขโดยการเลอกใชวสดเกรด “L” หรอ เกรดทชวยใหโครงสรางสถยร (Stabilized grade) และตองระวงไมใหเกดการกดกรอนตามขอบเกรนระหวางการเชอมประกอบโครงสราง - 850การกดกรอนตามขอบเกรนเกดขนเนองจากเกดการตกผลกของโครเมยมคารไบดบรเวณขอบเกรน ทอณหภมสงประมาณ 450

การกดกรอนแบบสนมขม (Pitting corrosion)

การกดแบบเปนจดหรอแบบสนมขมเปนการกดกรอนเฉพาะทเปนอนตรายมาก ซงมผลทาใหเกดการกดกรอนทผวหนาเปนรเลกๆ หรอเปนรทะลตลอดเนอวสด แตสามารถวดการสญเสยเนอวสดไดนอย สงแวดลอมทมการกดกรอนแบบสนมขม สวนมากจะเปนสารละลายทมคลอไรดไออน (Chloride ion) จะเปนตาแหนงทฟลมถาวรจะถกทาลายไดงายทสดในสงแวดลอมเชนน ควรจะเลอกใชวสดดวยความระมดระวง โดยเฉพาะอยางยงในสารละลายของกรดทมอณหภมสง ถาเงอนไขทจะทาใหเกดการกดกรอนแบบสนมขมไมสามารถแกไขได ใหแกโดยการเลอกใชโลหะผสมทตานทานการกดกรอนสงกวา เชน สเตนเลสเกรดดเพลกซ และเกรดอนๆ ทสามารถแกไขปญหาได

การกดกรอนในพนทอบหรอถกปกปด (Crevice corrosion)

การกดแบบนเกดขนทผวหนาสวนทถกปด หรอกดทบของสเตนเลส มผลทาใหปดกนออกซเจนไมสามารถเขาไปทาปฏกรยาออกซเดชนสรางฟลมออกไซดได ทาใหฟลมปองกนมแนวโนมทจะแตกหรอถกทาลายลงในพนทอบน ดงนนในสภาวะการใชงานตองหลกเลยงการมพนทอบ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

45 

การกดกรอนในสภาพแวดลอมทมจลชพ (Microbiologically Induced Corrosion : MIC)

การกดกรอนทเปนผลมาจากจลชพ เกดจากแบคทเรยทมอยในสงแวดลอมเกาะตดทผวหนาของสเตนเลสทาใหบรเวณนน ปดกนออกซเจน ดงนนเงอนไขในการกดกรอนจงคลายกบแบบ Crevice แบคทเรยจงทาใหสถานการณ การกดกรอนเลวรายลง

การแตกราวเนองจากการกดกรอนภายใตแรงเคน (Stress Corrosion Cracking : SCC)

SCC คอการแตกเปราะทเรมตนจากการกดกรอนในวสดทมความเหนยว สเตนเลสเกรดออสเทนนตกจะมแนวโนมทจะเกด SCC สงกวาเกรดเฟอรรตก, สเตนเลสเกรดเฟอรรตกจงสามารถตานทานการกดกรอนแบบ SCC ไดสงกวาเกรดออสเทนนตก

2.4.5 การใชสเตนเลส

คาการนาความรอน (Thermal conductivity)

สเตนเลสทกชนดจะมคาการนาความรอนตากวาเหลกกลาคารบอนมาก สเตนเลสเกรดทมสวนผสมโครเมยมอยางเดยว (plain chromium steel) มคาการนาความรอน +_1/3 และเกรดออสเทนนตกมคาการนาความรอน +_1/4 ของเหลกกลาคารบอน ทาใหมผลตอการใชงานทอณหภมสง เชนมผลตอการควบคมปรมาณความรอนเขาระหวางการเชอม, ตองใหความรอนเปนระยะเวลานานขน เมอตองทางานขนรปรอน

สมประสทธการขยายตว(Expansion coefficient)

สเตนเลสเกรดทมสวนผสมโครเมยมอยางเดยวมสมประสทธการขยายตวคลายกบเหลกกลาคารบอน แตเกรดออสเทนนตกจะมสมประสทธการขยายตวสงกวาเหลกกลาคารบอน 1½ เทา การทสเตนเลสมการขยายตวสงแตมคาการนาความรอนตาทาใหตองหามาตรการปองกนเพอหลกเลยงผลเสยหายทตามมาเชน ใชปรมาณความรอนในการเชอมตา, กระจายความรอนออกโดยใชแทงทองแดงรองหลง, การจบยดปองกนการบดงอ ปจจยเหลานตองพจารณาการใชงานรวมกนของวสด เชนทอแลกเปลยนความรอน (heat exchanger) ระหวางเปลอกโครงสรางเหลกกลาคารบอน และทอออสเทนนตคเปนตน

ฟลมปองกนและการสรางฟลม (Passive film)

สเตนเลสจะมฟลมบางๆ ตานทานการกดกรอน จาเปนตองรกษาความสมบรณของฟลมปองกน ดงน

หลกเลยงความเสยหายหรอการสมผสรนแรงทางกล

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

46 

ซอมปรบปรงพนททมผลตอการเสยหายเชน บรเวณทเกดสะเกดหรอคราบออกไซดเนองจากอณหภมสงใกลๆ แนวเชอม, บรเวณทเกดความเสยหายทางกลหรอมการเจยระไน, มการปนเปอนโดยวธการสรางฟลมปองกน (passivation) อยางเดยวหรอใชทงวธการแชกรดเพอกาจดคราบจากออกไซด (pickling) หรอ การแชกรดหรอทานายาสรางฟลมออกไซด (passivation) ทผวเหลกกลาสเตนเลส

แนใจวามออกซเจนเพยงพอและสมาเสมอทสรางออกไซดทผวของ เหลกกลาสเตนเลสได

การเสยหายทผวเนองจากการเสยดสทผวโลหะกบโลหะอยางรนแรง (Galling /pick up / seizing)

ผวหนาสเตนเลสมแนวโนมทจะเกดการเสยหายเนองจากการเสยดสอยางรนแรง ตองหลกเลยงและระมดระมดระวง ความเสยหายทจะเกดขนดงกลาวโดยสาหรบผวหนาทมการเสยดสกนตลอดเวลา ควรใช Load หรอแรงเสยดสตาสด และตองแนใจวาการเสยดสไมสรางความรอนเกดขน ควรรกษาผวสมผสไมใหมการบดกบผงฝน เมด ทรายฯลฯ และใชนามนหลอลนหรอเคลอบผว

2.5 เครองเชอม

เครองเชอม มก/แมกเปนเครองเชอมกระแสตรงกลบขว (DCRP) ชนดแรงดนไฟฟาคงท (CV หรอ Constant Voltage) สาหรบกระแสตรงขวตรง (DCSP) ไมคอยนามาใชกบการเชอมมก/แมกจะเปนเครองเชอมทตรงขามกบเครองเชอมทกและเครองเชอมทเชอมดวยลวดเชอมไฟฟาหมฟลกซ ซงเปนเครองเชอมชนดกระแสคงท (CC) เครองเชอมมก/แมก ใหแรงดนไฟฟาคงทในขณะเชอม แรงดนไฟฟาของเครองเชอมปรบตงไดตามตองการทเครองเชอม

 

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

47 

เครองเชอมไฟฟาทผลตกระแสออกมาทงระบบแรงดนคงท และระบบกระแสทจะตองมตนกาลงในการผลต ซงถาพจารณาตามลกษณะตนกาลงการผลตขนาดแรงดนไฟฟาไวท 30 โวลท ปกตเครองเชอมจายกระแสเชอม 300 แอมแปร เมอความเรวลวดหรอระยะอารกเปลยนแปลงทนททนใด เชน ถาระยะอารกตา แรงดนไฟฟาจะตาลงดวย เครองเชอมจะตองจายกระแสเชอมเพมสงขนใหหลอมละลายปลายลวดเชอมเรวขน เพอใหระยะอารกคงทเทาทกาหนดไวทเครองเชอม 30 โวลท ในทางกลบกนถาระยะอารกสงแรงดนไฟฟาจะสงตามเครองเชอมตองจายกระแสเชอมนอยลงใหการหลอมละลายเชอมชาลง เพอรกษาระยะอารกใหคงทตามทกาหนดไว สวนความเรวลวดเชอมชางเชอมจะตองตงไวกอนเชอมเชนเดยวกนกบแรงดนไฟฟาถาเครองเชอมไมสามารถตอบสนองการเปลยนแปลงระยะอารกไดทน จะเปนเหตใหปลายลวดเชอมยาวออกมามากและขาดเปนทอนเลก ๆ หรอไมกเกดการหลอมละลายตดของลวดเชอมกบปลายทอนาลวดเชอม (Cuide Tube)ได

 

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

48 

2.5.1 ชดปอนลวดและระบบควบคม

ชดปอนลวดและชดควบคมซงตอโดยตรงกบเครองเชอม ชดปอนลวดมอย 2 ชนด จงตองเลอกใหเหมาะสมกบเครองเชอมและการนาไปใชงาน สาหรบการเชอมแบบมก/แมกนน ใชชดปอนลวดชนดความเรวคงท (Constant Speed) ซงเหมาะกบเครองเชอมแบบแรงดนไฟฟาคงทและลวดเชอมขนาดเลกชดปอนลวดชนดนสามารถปรบความเรวของลวดตามความเหมาะสมกบงานทจะเชอม สวนกระแสเชอมทหลอมละลายลวดเชอมจะถกปรบออกมาโดยอตโนมตใหสมพนธกบการปอนลวดเมอความเรวปอนลวดมากกระแสเชอมจะจายมาก ถาความเรวปอนลวดตากระแสเชอมจะจายตาตาม

ชดปอนลวดประกอบดวยมอเตอรสาหรบกลไกปอนลวดจากขดลวดใหออกสบรเวณหลอมละลายทปลายหวเชอม ซงกลไกในการขบลวดอาจจะเปนระบบเฟองกได ซงสามารถเปลยนใชกบลวดแตละขนาดได ในชดควบคมนจะมโซลนอยด(Solenoids) ควบคมการไหลของแกสปกคลม การอารกและนาระบายความรอนทหวเชอมรวมอยดวย การปอนลวดเชอม มก/แมก สามารถกระทาไดหลายแบบไดแก

1. การปอนลวดแบบดน (Push Type Wire Feed Systems) การปอนลวดเชอมมก/แมกโดยทวไปจะใชแบบดน โดยมชดเฟองซงอาจเปนแบบ 2 ตว หรอ

4 ตว ทขบดวยมอเตอร ทาหนาทดงลวดออกจากลอพรอมทงดนลวด ผานสายเชอมออกไปทางหวเชอม สาหรบความยาวของสายเชอมทใชกบลวดเชอมเหลกจะยาวไมเกน 10 ฟต และยาวไมเกน 6 ฟตเมอใชกบลวดอะลมเนยม ทงนขนอยกบความแขงแรงของลวดทสามารถทนตอแรงดนโดยไมโคงงอ

2. การปอนลวดแบบดง (Pull Type Wire Feed Systems) การปอนลวดแบบดงเปนการปอนลวดแบบหนง โดยใชหวเชอมทมชดปอนลวดพรอมมอเตอร

ขบ และลอลวดเชอมขนาดเสนผานศนยกลางภายนอก 4 นว ประกอบอยพรอมภายในหวเชอมซงหวเชอมแบบนเหมาะสาหรบลวดเชอมขนาดเลกทมเสนผานศนยกลางไมเกน 0.045 นว โดยเฉพาะใชเชอมงาน บางทมความตองการปรมาณลวดเชอมเตมนอย และยงเหมาะกบการเชอมงานทมเนอทสาหรบทาการเชอมจากด

3.การปอนลวดแบบดนและดง (Push Pull Wire Feed Systems)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

49 

การปอนลวดแบบดนและดงเหมาะสาหรบลวดเชอมทมความแขงแรงตา ซงหวเชอมจะประกอบตดไวดวยมอเตอรขบและกลไกปอนลวด ททาหนาทเหมอนหนวยควบคมความเรวในการปอนลวดพรอมทงเปนตวปอนลวดทผานออกมาทางทอ (Conduit) ในลกษณะดนใหออกจากหวเชอม โดยระบบปอนลวดแบบดนนจะมการตอไปควบคมความเรวของตวปอนลวดแบบดง ทตดตงอยอกดานหนงใกลกบลอลวดเชอมแตความเรวของตวปอนลวดทงสองสมพนธกนโดยใชหลกการของแรงดงในเสนลวด แมแตลวดเชอมอะลมเนยมผสมขนาดเลกกสามารถปอนผานสายเชอมไดยาวกวา 50 ฟต สาหรบทอสงผานลวดของสายเชอม ภายในควรระบไวดวยพลาสตกเพอลดการครดตวระหวางทอกบลวดเชอม ขอดของการเชอม มก/แมก เมอเปรยบเทยมกบเทคโนโลยงานเชอม 1นน ๆ มดงน

1) สามารถเชอมไดทกทาเชอม 2) แนวเชอมไมมสแลกปกคลมจงไมเสยเวลาในการเคาะสแลกออก 3) ไมมเขมาและควนขณะเชอม 4) สามารถมองเหนบอหลอมละลายของการเชอมไดอยางชดเจน 5) การเชอมกระทาไดเรว จงประหยดเวลาและลดตนทนการผลต 6) งานเชอมมการเสยรปนอย 7) คณภาพของแนวเชอมสง 8) สามารถเชอมงานทมระยะหางรอยตอกวาง (Gap) ไดอยางตอเนอง 9) ลวดเชอมเปนมวนยาวสามารถเชอมไดแนวเชอมยาว และไมมเศษปลายลวดเชอมทตองทงมาก

เหมอนกบการเชอมดวยลวดเชอมไฟฟาฟลกซ

2.5.2 การนาไปใชงาน ในเทคโนโลยงานเชอม 1มก/แมก ทงหมดลวดเชอมจะถกปอนมายงหวเชอมดวยระบบอตโนมต

ทสามารถควบคมความเรวปอนได สาหรบการสายหวเชอมนนขนอยกบระบบการเชอม ดงน Semi Automatic Welding เปนเทคโนโลยงานเชอม 1แบบกงอตโนมต ซงอปกรณควบคมการเชอมจะถกควบคมการทางานดวยมอ ยกเวนการปอนลวด 2.5.3 โลหะทนามาเชอม ตอนแรกไดใช มก/แมก สาหรบเชอมแมกนเซยม อะลมเนยมผสมและเหลกกลาไรสนมใน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

50 

ปจจบนสามารถนาไปเชอมโลหะและโลหะผสมไดเกอบทกชนด ซงโลหะบางชนดตองอนกอนหรอหลงเชอม สาหรบโลหะทมจดหลอมตวตาไมควรเชอมดวย มก/แมก เพราะจะไหมกลายเปนควนและแกสไดงาย ดงนนโลหะทเคลอบผวไวดวยโลหะทมจดหลอมตวตา (เชน ตะกว สงกะส ฯลฯ) กอนเชอมควรกาจดโลหะทมจดหลอมตวตาออกจากบรเวณรอบตอเสยกอน และเมอเชอมเสรจและจงเคลอบใหม เพราะโลหะทมจดหลอมตวตาจะทาใหสมบตทางกลของโลหะงานเชอมตาลง

2.5.4 การสงถายนาโลหะ(Metal Transfer) การเชอม มก/แมก เปนเทคโนโลยงานเชอม 1แบบสนเปลองลวดเชอม โดยลวดเชอมหลอมละลายเตมลงไปในแนวเชอม ซงตวปอนลวดจะดงลวดออกจากมวนผานไปตามทอทอยภายในสาย หวเชอมและจะไปถงจดสดทายทปลายหวเชอม การทปลายลวดเชอมหลอมและเตมลงไปยงบอหลอมละลายนนเรยกวา ”การสงถายนาโลหะ” (Metal Transfer) ซงมอยดวยกนหลายแบบเชนลดวงจร ,สเปรยอารก,หยดและพลส เปนตน ความแตกตางของการสงถายนาโลหะแตละแบบนนขนอยกบกระแสไฟ แรงดนไฟฟาในการอารก ขนาดลวด ชนดของแกสปกคลมและชนดของเครองเชอม

1) แบบลดวงจร(Short Arc Welding) Short Arc ใชสาหรบการเชอมดวยลวดทมเสนผานศนยกลางประมาณ 0.6 มม. ถง 1.2 มม. บางครงเรยกวาแบบจม (Dip Transfer), แบบลวดเชอม (Micro-Wire)โดยใชแรงดนไฟฟาและกระแสเชอมตา แนวเชอมทไดจากการสงถายนาโลหะแบบลดวงจรจะเยนตวเรว,แนวเชอมเลก,และความเรวในการสงถายประมาณ 20-200 ครงตอวนาท การสงถายนาโลหะจะเกดขนในชวงทลวดเชอมสมผสกบบอหลอมละลาย ขอดของการสงถายนาโลหะแบบลดวงจร มดงน 1. สามารถเชอมโลหะบาง ๆ ไดทกทาเชอม 2. สามารถเชอมโลหะทหนาได ในทาตงขนและทาเหนอศรษะ 3. สามารถเชอมงานทมระยะหางรอยตอมาก ๆ ได 4. งานเชอมเสยรปนอย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

51 

2)แบบสเปรยอารก(Spray Arc Welding) การสงถายนาโลหะแบบสเปรยอารกซงโลหะจากลวดเชอมจะกลายเปนเมดเลก สงถายจากปลายลวดเชอมสชนงานดวยแรงแมเหลกไฟฟา ซงจะมเสยงดงแช ๆ การทลวดเชอมหลอมละลายเปนเมดเลก ๆนน เนองมาจากการสงถายนาโลหะนใชกระแสเชอมและแรงดนไฟฟาสงกวาแบบอนทงหมดปลายลวดเชอมกบชนงานจะไมมโอกาสสมผสกนเลย เพราะความรอนทไดรบสงพอทจะหลอมละลายลวดเชอมไดทนท การสงถายนาโลหะแบบนจงเรยบและเหมาะสาหรบเชอมงานทมอตราการผลตสง ๆ ขนาดของเมดโลหะทสงถายจะมขนาดความโตใกลเคยงกบเสนผานศนยกลางของลวดเชอม แนวเชอมทไดจงสวยแตการสงถายนาโลหะแบบนมขอจากด คอ เชอมไดดเฉพาะทาราบเทานนแตถาจะใชเชอมทาอน ๆ ตองควบคมบอหลอมละลายของโลหะใหเลก จากตารางเปนขนาดกระแสเชอมตาสดทเกดสเปรยอารก(Transition Current) ซงขนอยกบชนดของวสดลวดเชอม ขนาดลวดเชอม และชนดของแกสปกคลม การเชอมเหลกกลาคารบอน แกสปกคลมจะตองม CO2ไมเกน 15% แกสปกคลมทผสม CO2เกน 15% แลวจะไมเกดการสงถายนาโลหะแบบสเปรย

 

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

52 

3. การสงถายนาโลหะแบบหยด(Globular Transfer) การสงถายนาโลหะแบบนเปนลกษณะหนงของสเปรยอารกโดยใชกระแสเชอมอยในชวงระหวางสเปรยลดวงจร ซงจะทาใหปลายลวดเชอมหลอมละลายกอนทจะสมผสกบชนงาน แตเนองจากความรอนทหลอมปลายลวดเชอมนนตา จงไมสามารถทาใหนาโลหะหลอมละลายทปลายลวดเชอมนนปลอยออกสชนงานได จงเพยงแตหลอมรวมตวอยทปลายลวดเชอมเปนกอนโตกวาขนาดเสนผานศนยกลางของลวดเชอมและอาศยนาหนกของมนเองตกลงสบอหลอมละลายของงานเชอมการสงถายนาโลหะแบบนจะไดแนวเชอมออกมาไมสวยนกและมสะเกดเชอมคอนขางมากแตเหมาะกบการเชอมงานหนา สงแกสปกคลมแนวเชอมนยมใชคารบอนไดออกไซดและแกสชนดอน ๆ กสามารถใชไดเชนกน

4.การสงถายนาโลหะแบบพลส(Pulsed Transfer) การสงถายนาโลหะแบบพลส เปนอกลกษณะหนงของสเปรยอารก ซงไดรวมเอาขอดของแบบ

ลดวงจรกบสเปรยอารกเขาดวยกน จะไดกระแสเชอมทอยระหวางชวงสงและชวงตา กระแสในชวงตาจะมคาตากวา Transition Current ในขณะทกระแสระดบสงจะสงกวา Transition Current และยงเปนชวงเกดการสงถายนาโลหะจากปลายลวดเชอมสบอหลอมละลายสาหรบกระแสชวงตาเปนกระแสทรกษาการอารกใหคงอยจงทาใหการสงถายนาโลหะแบบพลส สมาเสมอเหมอนกบสเปรยอารก แตใชกระแสตากวาจงเหมาะกบการเชอม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

53 

โลหะบางโดยเฉพาะอะลมเนยม เหลกกลาไรสนม และยงสามารถควบคมการบดงอไดด การเชอมดวยระบบพลสจะตองใชเครองเชอมทออกแบบใหสามารถเชอมแบบพลสได

2.5.5 หวเชอม หวเชอมมก/แมกแตกตางจากหวเชอมดวยลวดเชอมไฟฟาฟลกซ เนองจากหวเชอมมก/แมกตองจาย

แกสเพอปกคลมบรเวณอารกและเปนทางผานของกระแสเชอมพรอมกบลวดเชอมสบรเวณอารกหวเชอมจะประกอบตดอยกบสายเชอม ซงสายเชอมนนจะเปนทางผานแกสปกคลม ลวดเชอมและกระแสเชอมโดยทอ ภายในของสายเชอม (Wire Feed Conduit) ทลวดผานจะทาดวยเหลกสปรงทมวนขดเปนทอ และภายนอกจะหมไวดวยทอพลาสตกลกษณะของหวเชอมมทงชนดหวตรงและหวโคง

1. นอซเซล(Nozzle)ทาดวยทองแดงหรอทองแดงเบรลเลยม (Meryllium Copper) มขนาดเสนผานศนยกลางภายในระหวาง 3/8-7/8 นว ทงนขนอยกบขนาดของหวเชอมนอซเซลทาหนาทควบคมใหแกสปกคลมไหลออกเปนลาเพอปกคลมบรเวณอารก

หวเชอมแบบระบายความรอนดวยอากาศ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

54 

หวเชอมโคงแบบระบายความรอนดวยนา

2.5.5 แกสปกคลม แกสปกคลมเปนแกสทใชปกคลมบรเวณเชอมและบอหลอมละลายไมใหเกดปฏกรยา ออกซเด ชนหรอสกปรก เนองจากวสดงานจะรวมตวกบออกซเจน ไนโตรเจน และไอนาในอากาศ

1. แกสฮเลยม แกสฮเลยมเปนแกสเฉอย มนาหนกเบากวาแกสอารกอนและนาความรอนดกวาอารกกอน ดงนน เปลวอารกทเกดจากการใชแกสฮเลยมปกคลม จะขยายกวางและความเขมของการอารกจะตากวาเมอใชแกสอารกอน จงไดแนวเชอมกวางและซมลกนอยกวาใชแกสอารกอน (สาหรบการเชอม ทกจะเกดผลตรงขาม) แกสฮเลยมจะใหอารกโวทลสงกวาแกสอารกกอนเมอใชระยะอารกเทานน แกสฮเลยมใชเปนแกสปกคลมสาหรบการเชอมโลหะนอกกลม 2. แกสคารบอนไดออกไซด(CO2) แกส CO2ซงอยในลกษณะของสารประกอบ ทประกอบดวยแกสคารบอนมอนอกไซดกบออกซ -เจนซงมใชเปนแกสเฉอยเหมอนกบแกสอารกอนและกาสฮเลยม ดงนนในบรเวณอารกทมความรอนสงจะเกดออกซเจนอสระ เมอใชแกส CO2เปนแกสปกคลมและเปลวอารกทเกดขนจะกวางกวาการใชแกสอาร-กอนแตจะแคบกวาการใชแกสฮเลยม ใชแกส CO2ปกคลม จงเหมาะแกการเชอมดวยลวดเชอมขนาดเลกโดยนาไปเชอมเหลกกลาละมน แกส CO2มราคาถกกวาแกสปกคลมชนดอน ๆ

3. อารกอน+ออกซเจน แกสอารกอนใหผลกบการเชอมมกดงน การซมลกกลางแนวเชอมไมด และเกดการกดขอบแนวเชอม แกสผสมชนดนจะใชกบการเชอมเหลกกลาไรสนมและสามารถใชเชอมเหลกกลาละมนและเหลกกลาผสมตาได แตราคาของแกสนคอนขางสง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

55 

4.อารกอน-ฮเลยม การนาแกสอารกอนผสมกบแกสฮเลยม เพอรวมเอาสมบตในการเชอมของแกสทงสองเขาดวยกนโดยผสมฮเลยม 20-90 % หรอมากกวา อตราสวนในการผสมจะมากหรอนอยขนอยกบความตองการของผใชและการผสมนนกระทาไดหลายวธ แตทนยมกนโดยตอแกสแตละชนดเขามาผสมกนทชดผสมซงชดผสมนสามารถควบคมเปอรเซนตของแกสแตละชนดไดตามตองการ

5.อารกอน –CO การใช CO2เปนแกสปกคลมจะเกดสะเกดเชอมกระเดนและการการอารกไมสมาเสมอเมอผสมแกสอารกอนลงไปปญหาดงกลาวจะลดลง ลกษณะของเปลวอารกและแนวเชอมจะแตกตางกนตามความแตกตางของอตราสวนผสมของแกสทงสอง สวนสมบตเชงกลนนเมอใชแกสอารกอนผสมกบ CO2จะใหผลดกวาการใชแกส CO2อยางเดยว แกสผสมชนดนใชกบการเชอมเหลกกลาละมน ซงใหการซมลกด ลดการเกดรพรนและลวดเชอมหลอมละลายไดด 6. อารกอน –ฮเลยม – CO2 แกสผสมชนดนใชสาหรบเชอมเหลกกลาไรสนมและเหลกกลาความเขงแรงสง (High Strength steel) ดวยวธ Short Arc ซงปรมาณของแกสแตละชนดจะใหสมบตตามตองการ เชน ทาใหงานทนตอการกดกรอนด อารกสมาเสมอ ซมลกด โลหะแนวเชอมหลอมละลายดและปรบปรงสมบตเชงกลของเนอเชอมเปนตน การใชแกสปกคลมผสมอาจจใชแกสดงกลาวผสมกน 2-3 ชนดกได ทงนขนอยกบสมบตตามทผใชตองการ และอตราสวนกจะเปลยนแปลงตามตองการดวย 2.4.6 ความยาวของลวดเชอมทยนออกจากหวเชอม ความยาวของลวดเชอมทยนออกจากหวเชอม ในทนเรยกวา Wire Extension หรอ Stickoutกคอระยะความยาวของลวดเชอมจากปลายสดของทพจนถงปลายสดของลวดเชอม จากรปท 3-15 แสดงระยะของลวดเชอมยนซงระยะททาใหเกดการอนลวดเชอม ดงสตรตอไปน ความรอนทเกดจากการตานทาน = I2 R R = ความตานทาน I = กระแสเชอม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

56 

ระยะปลายทพถงงาน (Tip-To-Work)เปนระยะทมผลตอลวดยน (Wire Extension)เปนผลเสยตอกระแสเชอมทนาไปอารกหลอมงานกบลวดเชอม จะเหนวาระยะปลายทพถงงานเพมขนปรมาณความรอนทเกดจากความตานทานของลวดเชอมในชวงของลวดยน (I2 R) เพมขนดวย แตปรมาณของกระแสเชอมทใชในการอารกกบชนงานนอยลง และในทางตรงกนขามระยะทพถงงานลดลงปรมาณความรอนทเกดจากความตานทานมนอยทาใหกระแสเชอมทใชในการอารกหลอมละลายชนงานกบปลายเชอมมมากขน จงทาใหการซมลกของแนวเชอมด

2.5.7 เทคนคการวธเชอม ประการแรกชวงเชอมจะตองรตาแหนงของหวเชอมททามมกบรอยตอ ซงเปนสวนททาใหแนวเชอมออกมาดหรอไมด มมของหวเชอมทสาคญไดแก Longitudinal Angle คอมมทเสนศนยกลางของหวเชอมกระทากบแกนแนวเชอม

Tansverse Angle คอมมทหวเชอมกระทากบระนาบ เชนรอยตอฟลเลทมมนจะเทากบ 45Oและรอย ตอชนมมนจะเทากบ 900

สาหรบกลวธเชอมมอย 2 แบบ ไดแก Back – Hand และ Fore – Hand 1) การเชอมแบบ Back – Hand หวเชอมจะอยในตาแหนงททศทางการไหลของลวดเชอมตรงขางกบทศทางการเชอม จงทาใหลวดเชอมเตมลงในแนวเชอมทกาลงหลอมละลาย 2) การเชอมแบบ Fore – Hand เปนการเชอมทหวเชอมอยในตาแหนงททศทางการไหลของลวดเชอมไปในทศทางเดยวกบการเชอม ทาใหลวดเชอมปอนลาหนาแนวเชอมทหลอมละลาย (เตมโดยตรงลงบนชนงาน)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

57 

การเชอมแบบ Back – Hand จะใหการอารกสมาเสมอและมสะเกดเชอมโลหะนอย สาหรบกราฟความสมพนธของกระแสเชอมกบการซมลก จะแปรผนกนโดยตรง ถาเพมกระแสเชอมการซมลกจะเพมขนและถากระแสเชอมลดลงการซมลกจะลดลงดวย จงสรปไดวาการซมลกขนอยกบกระแสไฟเชอมเปนประการสาคญ

แสดงหนาตดการซมลกและลกษณะของแนวเชอมดวยกระแสไฟเชอมทแตกตางกน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

58 

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

52  

 

บทท 3

วธการวจย

การวจยน เปนการวจยคณสมบตทางกลดานการหดตวของชนงานดวยเหลกเกรดสแตนเลส 304 จากกระบวนการเชอมมก มตวแปรในการเปรยบเทยบ คอ ความหนาของชนงานทมความหนาแตกตางกนโดยใชคาพารามเตอรในการเชอมมกคงทเทากนทกความหนาในการเชอม เพอศกษาคณสมบตทางกลดานการหดตวของชนงาน มคาความแตกตางในการหดตวของชนงาน โดยผวจยไดแบงวธการดาเนนการวจยไวเปนขนตอนดงน 1. ศกษาคนควาขอมลทเกยวของ 2. จดเตรยมวสดและอปกรณ 3. ดาเนนการสรางเครองมอและอปกรณในการทดลองวจย

4. ทดลองงานเชอม 5. ทดสอบการหดตวของชนงาน

6. บนทกและวเคราะหผล 7. สรปผลการวจย 3.1 ศกษาคนควาขอมลทเกยวของ ผทาการวจยไดศกษาขอมลในการทาวจยจากเอกสาร ตาราในดานคณสมบตของวสดในกลมเหลก ตลอดจนศกษาในกระบวนการเชอมมก อปกรณทใชงานเชอม คาพารามเตอรตางๆทตองใชในการเชอม และทาการศกษาเอกสารงานวจยตางๆ มากาหนดเปนแนวทางในการทาการศกษาวจยในลาดบตอไป 3.2 จดเตรยมวสดและอปกรณ

ผทาการวจยไดดาเนนการจดเตรยมวสดและอปกรณตางๆ ในการจดทาการวจยดงน 3.2.1 จดหา เหลกแผนสแตนเลส 304 ขนาดกวาง 200 มลลเมตร หนา 4,6 และ 9 มลลเมตร ทาการตดใหมความยาวเทากบ 250 มลลเมตร ซงเปนเหลกแผนรดรอนสาหรบงานโครงสรางและโครงสรางเหลกเชอมประกอบสาหรบอตสาหกรรมกอสรางอาคาร สะพานเหลก งานตอเรอ และโครงสรางยานยนต 3.2.2 ใชลวดเชอมมก ขนาด Ø 1.20 มลลเมตร 3.2.3 จดเตรยมแกส Ar 85 % ผสมCO2 15 % ใชสาหรบการเชอมมก 3.2.4 จดเตรยมวสดทใชสรางอปกรณจบยดชนงาน 3.2.5 จดเตรยมเครองมอในวดคาการหดตวของชนงาน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

  53

3.3 ดาเนนการสรางเครองมอและอปกรณในการทดลองวจย ผจดทางานวจยสรางอปกรณจบยดชนงานเขากบเครองมอวดคาการหดตวชนงานทตองวดคาขณะกาลงทาการเชอม เพอหาการหดตวของชนงาน ดงน 3.3.1 จดทาชดควบคมการเดนแนวเชอมมกสแตนเลส 304 ใหสามารถทาการเชอมมกชนงานทมความยาวไมนอยกวา 250 มลลเมตร และสามารถควบคมความเรวในการเดนเชอมได ดวยระบบควบคมมอเตอรแบบอนเวอเตอร เพอใชในการควบคมคาพารามเตอรในการเชอมใหเหมาะสมและใหประสทธภาพสงสดของแนวเชอม และทาการตดตงเครองมอในการวดคาการหดตวของชนงานทกดานของชนงาน

3.4 ทดลองงานเชอม ผดาเนนการวจยทาการเชอมเหลกแผนสแตนเลส 304 ทตดไวทความยาวของแผน 200 มลลเมตร และทาการบากหนางานตามทไดแบบการบากหนางานไว ดวยเครองบากหนางานใหมมมของการบากหนางานทเทากนทกชนงาน ตกแตงครบทเกดจากการตดใหเรยบรอย โดยทาการเชอม ดงน

ภาพท 3.1 แสดงลกษณะของการเตรยมชนงานทดลอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

  54

ภาพท 3.2 แสดงลกษณะของชนงานทดลอง 3.4.1 ทาการทดลองชนงานโดยการเชอมชนงานทดลองในตาแหนงทาราบตอชนบากหนางานแบบไมสายลวดเชอม ตามมาตรฐานงานเชอมทมความหนานอยไปหาชนงานทมความหนามาก โดยใชวธการเชอมตอเนองจนกวาจะเชอมเสรจตามลาดบของแนวเชอม ในความหนาของชนงานทดลองแตละชนงาน ตงแตความหนา หนา 4,6 และ 9 มลลเมตร ดงแสดงในภาพท 3.3 ซงในการทดลองจะใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.20 มลลเมตร ในการเชอมซงชนงานทใชในการทดลองทง 3 ขนาดจะใชคากระแสในขนาดเดยวกนทงหมดเพอทตองการทราบคาการหดตวของชนงานทมความหนาแตกตางกน และทาใหชนงานเกดการเยนตวตามปกตในอากาศแลวนาไปทดสอบการหดตวหลงชนทดสอบเยนแลว ประมาณ 48 ชวโมง

ภาพท 3.3 แสดงการเชอมชนทดลองตามขนาด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

  55

ภาพท 3.4 แสดงลกษณะชนทดลองขนาด 5 มลลเมตร

ภาพท 3.5 แสดงลกษณะชนทดลองขนาด 7 มลลเมตร

ภาพท 3.6 แสดงลกษณะชนทดลองขนาด 10 มลลเมตร

3.5 ประเมนผลการทดสอบ การประเมนผลการทดลอง จะนาคาทไดจากการทดลองไปเกบบนทกผลในรปแบบของตารางการ

ประเมนผลการทดลอง ซงจะใชวธการคานวณหาคาเฉลยไดโดยใช สตรการหาคาเฉลยผลการทดลอง ซงได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

  56

แสดงวธการคาควณไว เพอใหรทมาของคาเฉลยผลการทดลอง เมอไดผลคาเฉลยของการทดลอง แลวนาคาเฉลยทไดจากผลการทดลอง

3.8.1 ตาแหนงของการวดขนาดของการหดตวองชนงานทดสอบ โดยใชวธการเชอม ตอเนองจนกวาจะเชอมเสรจตามลาดบของแนวเชอม ในความหนาของชนงานทดลองแตละชนงาน ตงแตความหนา หนา 4,6 และ 9 มลลเมตร ดงแสดงในภาพท 3.3 ซงในการทดลองจะใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มลลเมตร. ในการเชอมซงชนงานทใชในการทดลองทง 3 ขนาด

จดท 1 จดท 2 จดท 3

ภาพท 3.7 แสดงตาแหนงของการวดขนาดของการหดตวองชนงานทดสอบ 3.8.2 การหาคาเฉลยของผลการทดลองใชสตรตอไปน 1) คาเฉลยของผลการทดลอง ( X )

สตร X =

โดยท X = คาเฉลยของการหดตว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

  57

iX = ผลการทดลองของแตละชนทดสอบ n = จานวนชนงานทดลอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

57

บทท 4 การวเคราะหขอมลและประเมนผล

กกกกกกการวจยน เปนการวจยคณสมบตทางกลดานการหดตวของชนงานดวยเหลกเกรดสแตนเลส 304 จากกระบวนการเชอมมก มตวแปรในการเปรยบเทยบ คอ ความหนาของชนงานทมความหนาแตกตางกนโดยใชคาพารามเตอรในการเชอมมกคงทเทากนทกความหนาในการเชอม เพอศกษาคณสมบตทางกลดานการหดตวของชนงาน มคาความแตกตางในการหดตวของชนงาน โดยผวจยไดแบงวธการดาเนนการทดสอบ ดงน กก 4.1กกผลการทดลองการหดตวของชนงาน

จากการศกษาผลการทดลองชนงานโดยการเชอมชนงานทดลองในตาแหนงทาราบตอชนบากหนางานแบบไมสายลวดเชอม ตามมาตรฐานงานเชอมทมความหนานอยไปหาชนงานทมความหนามาก โดยใชวธการเชอมตอเนองจนกวาจะเชอมเสรจตามลาดบของแนวเชอม ในความหนาของชนงานทดลองแตละชนงาน ตงแตความหนา หนา 4,6,9 มลลเมตร ดงแสดงในภาพท 3.3 ซงในการทดลองจะใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. ในการเชอมซงชนงานทใชในการทดลองทง 3 ขนาด ตารางท 4.1กกแสดงคาของผลการทดลองจากการวดคาการหดตวของชนทดสอบทมขนาดความ หนา 4 มม.

ตาแหนงจดทวดชน

ทดสอบ

ชนทดสอบท 1 ชนทดสอบท 2 ชนทดสอบท 3

รวม เฉลย

กอน ขณะรอน

เยนตว หดตว

กอน ขณะรอน

เยนตว หดตว

กอน ขณะรอน

เยนตว หดตว

1 102.84 102.84 102.75 0.09 102.79 102.76 102.42 0.37 103.53 103.46 103.18 0.35 0.81 0.27 2 102.84 102.84 102.63 0.21 102.87 102.87 102.48 0.39 103.46 102.98 102.68 0.78 1.38 0.46 3 102.87 102.87 102.72 0.15 102.87 102.98 102.81 0.06 103.18 102.78 102.40 0.78 0.99 0.33 0.35

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

58

กกกกกกจากตารางท 4.1กกจะเหนใดวาการทดลองจะใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. ททาการเชอมชนทดสอบทมความหนา 4 มม. จะมการหดตวของชนทดสอบทง 3 จดมขนาดแตกตางกน โดยจดท 1 มการหดตวของชนทดสอบนอยอยท ขนาดประมาณ 0.27 มม. จดท 2 มการหดตวทขนาดประมาณ 0.46 มม. และจดท 3 การหดตวทขนาดประมาณ 0.33 มม. จะสงเกตไดวาการหดตวของชนทดสอบมคาทแตกตางกนไมมาก แตในจดท 1 จะมการหดตวนอยสดนนจะหมายถงการเชอมชนงานในขณะเยนตวอยจะทาใหชนงานมการหดตวนอยลงและในจดท 2 และ 3 อยใกลกบจดทมการเชอมยดชนงานอยทาใหเปนสาเหตททาใหมการหดตวนอยกวา จดท 2 ซงคาเฉลยทงหมดอยทประมาณ 0.35 มม. ตารางท 4.2กกแสดงคาของผลการทดลองจากการวดคาการหดตวของชนทดสอบทมขนาดความ หนา 6 มม.

ตาแหนงจดทวดชน

ทดสอบ

ชนทดสอบท 1 ชนทดสอบท 2 ชนทดสอบท 3 รวม เฉลย

กอน ขณะรอน

เยนตว หดตว

กอน ขณะรอน

เยนตว หดตว

กอน ขณะรอน

เยนตว หดตว

1 102.12 101.79 101.28 0.84 101.66 101.95 100.44 1.22 102.10 101.17 100.72 1.38 3.44 1.15 2 102.16 101.18 100.85 1.31 101.88 101.63 100.14 1.74 102.18 101.09 100.70 1.48 4.53 1.51 3 102.18 101.20 100.91 1.27 102.49 101.72 100.26 2.23 102.20 101.57 101.15 1.05 4.55 1.52 1.39

จากตารางท 4.2กกจะเหนใดวาการทดลองจะใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184

แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. ททาการเชอมชนทดสอบทมความหนา 6 มม. จะมการหดตวของชนทดสอบทง 3 จดมขนาดแตกตางกน โดยจดท 1 มการหดตวของชนทดสอบมากอยท ขนาดประมาณ 1.15 มม. จดท 2 มการหดตวทขนาดประมาณ 1.51 มม. และจดท 3 การหดตวทขนาดประมาณ 1.52 มม. จะสงเกตไดวาการหดตวของชนทดสอบมคาทแตกตางกนไมมาก แตในจดท 3 จะมการหดตวมากสดนน จะหมายถงการเชอมชนงานในขณะรอนจะทาใหชนงานมการหดตวมาก เมอชนงานมความรอนสะสมในปรมาณทมากพอแลว กจะไมสามารถหดตวไดเพม ซงคาเฉลยทงหมดอยทประมาณ 1.39 มม.

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

59

ตารางท 4.3กกแสดงคาของผลการทดลองจากการวดคาการหดตวของชนทดสอบทมขนาดความ หนา 9 มม.

ตาแหนงจดทวดชน

ทดสอบ

ชนทดสอบท 1 ชนทดสอบท 2 ชนทดสอบท 3

รวม เฉลย

กอน ขณะรอน

เยนตว หดตว

กอน ขณะรอน

เยนตว หดตว

กอน ขณะรอน

เยนตว หดตว

1 101.33 101.18 100.76 0.57 101.37 101.34 100.85 0.52 101.43 101.36 100.92 0.51 1.60 0.53 2 101.54 101.04 100.60 0.94 101.30 100.82 100.32 0.98 101.50 101.09 100.65 0.85 2.77 0.92 3 101.65 101.28 100.95 0.70 101.12 100.87 100.54 0.58 101.50 101.22 100.94 0.56 1.84 0.61 0.69

จากตารางท 4.3กกจะเหนใดวาการทดลองจะใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184

แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. ททาการเชอมชนทดสอบทมความหนา 9 มม. จะมการหดตวของชนทดสอบทง 3 จดมขนาดแตกตางกน โดยจดท 1 มการหดตวของชนทดสอบมากอยท ขนาดประมาณ 0.53 มม. จดท 2 มการหดตวทขนาดประมาณ 0.92 มม. และจดท 3 การหดตวทขนาดประมาณ 0.61 มม. จะสงเกตไดวาการหดตวของชนทดสอบมคาทแตกตางกนไมมาก แตในจดท 1 จะมการหดตวนอยสดนน จะหมายถงการเชอมชนงานในขณะรอนจะทาใหชนงานมการหดตวนอยลง เมอชนงานมความรอนสะสมในปรมาณทมากพอแลวกจะไมสามารถหดตวไดเพม ซงคาเฉลยทงหมดอยทประมาณ 0.69 มม.

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 5

สรปผลการดาเนนงานและขอเสนอแนะ

กก

กกกกกกการวจยน เปนการวจยคณสมบตทางกลดานการหดตวของชนงานดวยเหลกเกรด 304 จากกระบวนการเชอมมก มตวแปรในการเปรยบเทยบ คอ ความหนาของชนงานทมความหนาแตกตางกนโดยใชคาพารามเตอรในการเชอมมกคงทเทากนทกความหนาในการเชอม เพอศกษาคณสมบตทางกลดานการหดตวของชนงาน มคาความแตกตางในการหดตวของชนงาน โดยผวจยไดสรปผลการวจย ดงน 5.1กกสรปผลการทดลอง

กกกกกก5.1.1กกผลการทดสอบทใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. ททาการเชอมชนทดสอบทมความหนา 4 มม. จะมการหดตวของชนทดสอบทง 3 จดมขนาดแตกตางกน โดยจดท 1 มการหดตวของชนทดสอบนอยอยท ขนาดประมาณ 0.27 มม. จดท 2 มการหดตวทขนาดประมาณ 0.46 มม. และจดท 3 การหดตวทขนาดประมาณ 0.33 มม. จะสงเกตไดวาการหดตวของชนทดสอบมคาทแตกตางกนไมมาก แตในจดท 1 จะมการหดตวนอยสดนนจะหมายถงการเชอมชนงานในขณะเยนตวอยจะทาใหชนงานมการหดตวนอยลงและในจดท 2 และ 3 อยใกลกบจดทมการเชอมยดชนงานอยทาใหเปนสาเหตททาใหมการหดตวนอยกวา จดท 2 ซงคาเฉลยทงหมดอยทประมาณ 0.35 มม. กกกกกก5.1.2กกผลการทดสอบการใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. ททาการเชอมชนทดสอบทมความหนา 6 มม. จะมการหดตวของชนทดสอบทง 3 จดมขนาดแตกตางกน โดยจดท 1 มการหดตวของชนทดสอบมากอยท ขนาดประมาณ 1.15 มม. จดท 2 มการหดตวทขนาดประมาณ 1.51 มม. และจดท 3 การหดตวทขนาดประมาณ 1.52 มม. จะสงเกตไดวาการหดตวของชนทดสอบมคาทแตกตางกนไมมาก แตในจดท 3 จะมการหดตวมากสดนน จะหมายถงการเชอมชนงานในขณะรอนจะทาใหชนงานมการหดตว เมอชนงานมความรอนสะสมในปรมาณทมากพอแลวกจะไมสามารถหดตวไดเพม ซงคาเฉลยทงหมดอยทประมาณ 1.39 มม. กกกกกก5.1.3กกผลการตรวจสอบการใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. ททาการเชอมชนทดสอบทมความหนา 12 มม. จะมการหดตวของชนทดสอบทง 3 จดมขนาดแตกตางกน โดยจดท 1 มการหดตวของชนทดสอบมากอยท ขนาดประมาณ 0.53 มม. จดท 2 มการหดตวทขนาดประมาณ 0.92 มม. และจดท 3 การหดตวทขนาดประมาณ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

61

0.61 มม. จะสงเกตไดวาการหดตวของชนทดสอบมคาทแตกตางกนไมมาก แตในจดท 3 จะมการหดตวนอยสดนน จะหมายถงการเชอมชนงานในขณะรอนจะทาใหชนงานมการหดตวนอยลง เมอชนงานมความรอนสะสมในปรมาณทมากพอแลวกจะไมสามารถหดตวไดเพม ซงคาเฉลยทงหมดอยทประมาณ 0.69 มม. กกกกกก

5.2 อภปรายผลการทดลองกก จากการศกษาผลการทดลองชนงานโดยการเชอมชนงานทดลองในตาแหนงทาราบตอชนบาก

หนางานแบบไมสายลวดเชอม ตามมาตรฐานงานเชอมทมความหนานอยไปหาชนงานทมความหนามาก โดยใชวธการเชอมตอเนองจนกวาจะเชอมเสรจตามลาดบของแนวเชอม ในความหนาของชนงานทดลองแตละชนงาน ตงแตความหนา หนา 4,6,9 มลลเมตร ซงในการทดลองจะใชกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. ในการเชอมซงชนงานทใชในการทดลองทง 3 ขนาด จากผลการทดลองของชนทดสอบจะเหนคาการหดตวของชนทดสอบทแตกตางกนทง 3 ขนาดความหนา เพราะฉนนในการเชอมชนงานทมความหนาดวยกระแสไฟในการเชอมท ประมาณ 184 แอมป โดยใชลวดเชอม ขนาด 1.2 มม. แบบกระบวนการเชอมมกกบเหลกเกรด SS400 จะมคาการหดตวของชนงาน ทผทออกแบบงานเชอมทตองมการเผอคาการหดตวของชนงานเหลกเกรด 304 เพอไมใหเกดคาความแคนตกคางหลงการเชอมชนงานไดตอไป

กกกกกก 5.3กกขอเสนอแนะ

กกกกกกจากการดาเนนการศกษา พบวากลกษณะมมของปลายทงสเตนนนาสนใจหลายดานรวมทงกระบวนการเชอม TIG (Tungsten Inert Gas Arc Welding) กเปนเรองทนาศกษาคนควาเพมเตม เพอใหเทคโนโลยดานนสมบรณมากขนโดยมประเดนนาสนใจไดแก กกกกกก5.3.1กกศกษาลกษณะมมของปลายทงสเตนมมอนๆรวมทงตวแปรของกระแสไฟอนๆดวย กกกกกก5.3.2กกทดลองหาผลตภณฑทสามารถนากระบวนการเชอมนไปประยกตใชงานได --และ เปรยบเทยบกบกระบวนการเชอมแบบเดมทงดานคณสมบตทางวศวกรรมและดานเศรษฐศาสตร กกกกกก5.3.3กกศกษาเรองความหนาของชนงานทเหมาะสมตอการใชกระแสไฟเพมเตม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

65

บรรณานกรม

[1] คะเนย วรรณโท,การเชอมโลหะดวยวธการเชอมทก TIG ,พมพครงท 2 สงหาคม 2543, จดพมพโดย ชมรมขาราชการและพนกงานสานกพฒนาอตสาหกรรมสนบสนน,พมพท หจก.ภาพพมพ. [2] เจษฎา มนตร, ไชยเชษฐ นมละออ, วทยา ฉายบณดษฐ, การศกษาอทธพลของชนดกระแสไฟ [1] เชอมและลกษณะปลายลวดเชอมทงสเตนทมผลตอการซมลกของแนวเชอมของเหลกกลาไร [1] สนมดวยกระบวนการเชอมทก,ปรญญานพนธภาควชาวศวกรรมอตสาหการคณะ [1] วศวกรรมศาสตร, มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลกรงเทพ, พ.ศ. 2549. [3] บญธรรม ภทราจารกล, วสดชาง, จดพมพโดย บรษท ซเอดยเคชน จากด (มหาชน), 2540. [4] ไพโรจน ฐานวเศษ,โลหะวทยา,พมพครงท 2 พ.ศ. 2540,พมพท นายนรตต พรมพรรณ 1068 [1] ถนนสรนารายณ อ.เมอง จ.นครราชสมา. [5] วฑรย สมะโชคด, วรพงษ เฉลมจระรตน, 2550, “วศวกรรมและการบรหารความปลอดภย” [1] พมพครงท 22 สานกพมพ ส.ส.ท. หนา 19-48. [6] สมบรณ เตงหงสเจรญ , กระบวนการเชอม , สานกพมพศนยสงเสรมวชาการ (ศสว). [7] สมบรณ เตงหงสเจรญ , วศวกรรมการเชอม, สานกพมพศนยสงเสรมวชาการ (ศสว). [8] เสกศกด อศวะวสทธ,การทดสอบแรงดง,จดพมพโดย โรงพมพแหงจฬาลงกรณ [1] มหาวทยาลย.กรงเทพ :2550. [9] http://www.rmutphysics.com/ charud/PDF-learning/2/material/1Material_Proper ties.pdf. [10] https://th.wikipedia.org/wiki