ข้อ บกพร่องในการเชื่อมด้วยลวดเชื่อมหุ้ม ฟ ลัก ซ์

กระบวนการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์

กระบวนการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์ (Flux Cored Arc Welding)  เป็นกระบวนการเชื่อมหนึ่งสำหรับอุตสาหกรรมหนัก งานโครงสร้างเหล็ก  โครงสร้างสะพาน  และงานซ่อมบำรุงอุปกรณ์เครื่องจักร  ที่มั่นใจได้ในคุณภาพการเชื่อม  การเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์ เป็นกระบวนการเชื่อมที่อาจจะเรียก  ได้ว่าเป็นกระบวนการเชื่อมหนึ่งที่เป็นมาตรฐานและมั่นใจได้สำหรับอุตสาหกรรมในปัจจุบัน เนื่องจากกระบวนการเชื่อมนี้สามารถให้อัตราการเติมเนื้อเชื่อมสูง  และได้คุณภาพแนวเชื่อมที่ดี  กระบวนการเชื่อมแบบนี้ยังให้สมบัติทางกลและสมบัติทางเคมีของแนวเชื่อมที่ดีมาก อีกทั้งลวดบางชนิดยังสามารถทนต่ออุณหภูมิต่ำ  และยังเป็นกระบวนการเชื่อมหนึ่งซึ่งเหมาะสมที่สุดสำหรับงานต่อเรือลำเลียงหรือเรือบรรทุกสินค้า

อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งที่ช่างเชื่อมหรือผู้เกี่ยวข้องอาจจะพบปัญหาในทางปฏิบัติ เนื่องจากการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์นี้ ก็มีปัญหาเหมือนกับกระบวนการ  เชื่อมแบบอื่นๆ เช่นเดียวกัน ตั้งแต่การเลือกเครื่องเชื่อมที่เหมาะสม  การเลือกใช้ปืนเชื่อมที่เหมาะกับลวดเชื่อมที่ใช้ เป็นต้น สิ่งต่างๆ เหล่านี้ล้วนแล้วแต่มีผลต่อคุณภาพของแนวเชื่อมทั้งสิ้น  และนอกจากนั้นยังต้องเรียนรู้ถึงสาเหตุและการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น หากช่างเชื่อมหรือผู้เกี่ยวข้องมีการเรียนรู้วิธีการวิเคราะห์และแก้ปัญหา  ได้อย่างถูกต้องและรวดเร็ว จะช่วยให้เพิ่มประสิทธิภาพการปฏิบัติงานเชื่อม ประหยัดเวลา ค่าใช้จ่ายและอุปสรรคต่างๆ และนี่คือ 6 คำถามที่พบบ่อยรวมถึงการแก้ปัญหาเหล่านั้น

1. สแลกฝังใน (Slag Inclusions)  คืออะไร และจะป้องกันอย่างไร

สแลกฝังใน เป็นปัญหาพื้นฐานชนิดหนึ่งสำหรับกระบวนการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์  มักจะพบบ่อยในการเชื่อมที่ไม่ใช่ท่าราบ ปัญหานี้เกิดจากฟลักซ์ที่อยู่ในแกนลวดหลอมเหลวและถูกฝังกลบอยู่ในแนวเชื่อม โดยปัญหาสแลกฝังในจะมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นได้บ่อยในกรณีการเชื่อมซ้อนทับหลายชั้น  ปัญหาสแลกฝังในสามารถป้องกันได้ด้วยวิธีการต่างๆ  วิธีพื้นฐานง่ายที่สุดคือใช้มุมเชื่อมและความเร็วในการเชื่อมที่ถูกต้อง   สำหรับการเชื่อมท่าราบหรือท่าขนานนอน  การป้องกันปัญหาสแลกฝังในนั้นทำได้โดยการรักษามุมปืนเชื่อมประมาณ 15 – 45 องศา ส่วนการเชื่อมแบบตั้งขึ้นให้ใช้มุมปืนเชื่อมประมาณ 5 – 15 องศา  หรือมากกว่าหากปัญหายังคงเกิดอยู่ประการที่สอง  การที่ลวดเชื่อมจะหลอมละลายลงในแนวเชื่อมได้ดีจะต้องใช้ค่าปริมาณความร้อนที่เหมาะสม และเนื่องจากลวดเชื่อมแต่ละชนิดหรือยี่ห้อจะใช้ค่าปริมาณความร้อนที่หลอมละลายลวดเชื่อมไม่เท่ากัน  ดังนั้นให้พยายามใช้แรงดันเชื่อมตามที่โรงงานผู้ผลิตแนะนำสำหรับลวดเชื่อมแต่ละชนิดหรือยี่ห้อที่ใช้   การใช้ปริมาณความร้อนที่ต่ำเกินไปจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดสแลกฝังใน  นอกจากนั้น การแก้ปัญหาสแลกฝังใน ยังสามารถป้องกันได้โดยการทำความสะอาด และกำจัดสแลกตกค้างบนแนวเชื่อมก่อนการเชื่อมแนวเชื่อมชั้นต่อไปซึ่งอาจทำได้โดยการใช้หินเจียรหรือแปรงลวดส่วนการป้องกันปัญหาสแลกฝังใน สำหรับการเชื่อมแนวแรก (แนว Root) ทำได้โดยเตรียมรอยต่อให้มีระยะกว้างเพียงพอต่อการเชื่อมเพื่อเปิดโอกาสให้แสลกหลอมเหลวได้มีพื้นที่พอที่จะลอยตัวสู่ด้านบนก่อนที่จะแข็งตัว

2.  จะป้องกันการหลอมตัวกลับ  (burnback) ของลวดเชื่อมได้อย่างไร 

การเกิดการหลอมตัวกลับของลวดเชื่อมตอนหยุดเชื่อม (Burnback) จะทำให้ลวดเชื่อมละลายอุดตันบริเวณคอนแทคทิพ  และต้องเสียเวลาในการนำลวดออก (รูปที่ 1),   หากโชคร้ายกว่านั้นการหลอมตัวกลับของลวดเชื่อมอาจทำให้คอนแทคทิพนั้นเสียหายและต้องเปลี่ยนใหม่ อีกทั้งอาจทำให้เกิดปัญหาลวดเชื่อมพันกันบริเวณล้อขับลวดตามมา   ปัญหานี้นับเป็นปัญหาที่พบบ่อยมากและเป็นปัญหาที่ทำให้เกิดการเสียเวลาในการทำงานมากที่สุดในกระบวนการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์     ปัญหา Burnback  สามารถป้องกันได้ด้วยการรักษาระยะระหว่างคอนแทคทิพกับชิ้นงานและปรับอัตราการป้อนลวดเชื่อมให้ถูกต้องเหมาะสม  ซึ่งสาเหตุสองประการหลักๆ ของการเกิด  burnback คือการใช้ระยะห่างระหว่างคอนแทคทิพกับชิ้นงานใกล้เกินไปและใช้ความเร็วในการป้อนลวดต่ำเกินไปนั่นเอง

เราสามารถป้องกันปัญหานี้ได้โดยการรักษาระยะห่างระหว่างคอนแทคทิพกับชิ้นงานประมาณ 1-1/4 นิ้ว และใช้ความเร็วในการป้อนลวดเชื่อมให้ถูกต้องตามลักษณะงาน  หากไม่แน่ใจให้ศึกษาจากคู่มือการใช้ชุดป้อนลวดของเครื่องเชื่อมที่ท่านใช้

3. การหลอมละลายหรือการหลอมลึกไม่สมบูรณ์ เกิดจากอะไร

การหลอมละลายหรือการหลอมลึกไม่สมบูรณ์ (Lack of fusion)  ส่วนมากเกิดจากการที่ช่างเชื่อมใช้มุมลวดเชื่อมไม่เหมาะสม ถ้าช่างเชื่อมใช้การเชื่อมแบบส่ายลวดเชื่อม  ในจุดที่ไม่สมควรจะทำให้น้ำลวดเชื่อมหลอมละลายรวมกับโลหะงานไม่สมบูรณ์  ซึ่งปัญหานี้สามารถเกิดขึ้นได้ในการเชื่อมแบบหลายชั้น และหากลวดเชื่อมไม่หลอมละลายรวมกับแนวเชื่อมชั้นก่อนหน้านี้อาจจะมีสาเหตุจากความสกปรกบนผิวหน้าของแนวเชื่อม

เพื่อป้องกันปัญหาการหลอมละลายไม่สมบูรณ์ ควรจะทำความสะอาดให้ดีพอก่อนที่จะเริ่มต้นการเชื่อมและระหว่างการเชื่อม ในการเชื่อมแบบหลายแนวเชื่อม ปรับมุมการเดินเชื่อมและเปิดร่องแนวเชื่อมให้กว้างพอที่จะให้ลวดเชื่อมเข้าได้ถึงร่องแนวเชื่อมได้มากที่สุด  รักษามุมปืนเชื่อมระหว่าง 15 – 45 องศา รักษาระยะอาร์คและแช่ลวดเชื่อมที่ขอบแนวเชื่อมชั่วขณะหากทำการเชื่อมแบบส่ายลวด   หากปัญหายังคงเกิดขึ้น อาจจะเพิ่มแรงดันเชื่อมหรือปรับความเร็วลวดเชื่อมและความเร็วในการเดินเชื่อม จนกระทั่งเห็นการหลอมละลายอย่างสมบูรณ์

4. อะไรคือปัญหาของการเกิดลวดพันกันที่ล้อขับลวดเชื่อม (Bird nesting)

ปัญหาลวดเชื่อมพันกันบริเวณล้อขับลวดเชื่อม เกิดขึ้นจากการที่ลวดเชื่อมไม่สามารถถูกขับผ่านสายเชื่อมไปยังปืนเชื่อมได้อย่างสะดวก ซึ่งอาจเป็นปัญหาจากการใช้ล้อขับลวด  หรือปรับแรงกดของล้อขับลวดที่ไม่ถูกต้อง  เพื่อป้องกันปัญหาเช่นนี้ ให้เลือกใช้ล้อขับลวดที่เป็นตัว V แบบมีร่องหยักหรือแบบตัวยู เพื่อป้องกันมิให้ลวดเชื่อมถูกล้อขับลวดกดทับจนเสียรูป  ซึ่งทำให้ลวดเชื่อมจะไม่สามารถถูกขับออกไปตามสายได้โดยสะดวก

สายไลน์เนอร์ (Liner) ที่อยู่ในสายเชื่อม ก็เป็นสาเหตุหนึ่งของการเกิดปัญหาลวดเชื่อมพันกัน  ที่พบบ่อยมักเกิดจากการตัดสายไลน์เนอร์ด้วยอุปกรณ์ตัดที่ไม่เหมาะสม  ทำให้สายไลน์เนอร์ที่โดนตัดแบนเสียรูปแล้วนำไปใส่ในสายปืนเชื่อม หรือการตัดสายไลน์เนอร์สั้นเกินไป จนทำให้เกิดระยะห่างระหว่างปลายสายไลน์เนอร์กับคอปืนเชื่อม หรือการใช้ขนาดของสายไลน์เนอร์ที่ไม่เหมาะสมกับลวดเชื่อมที่ใช้  หรือการใช้สายเชื่อมนานมากและขาดการดูแลจนกระทั่งสายไลน์เนอร์ชำรุดหรืออุดตันด้วยผงหรือฝุ่น

5. ทำอย่างไร ถึงจะเชื่อมงานให้มีการหลอมลึกได้ดี

การเชื่อมให้เกิดการหลอมลึกที่ดีนั้นจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับงานที่ต้องการความสมบูรณ์และมีคุณภาพแนวเชื่อมสูง  โดยจุดมุ่งหมายคือการได้แนวหลอมลึกด้านหลังแนวเชื่อมที่ไม่มากหรือน้อยจนเกินไป การป้องกันมิให้แนวหลอมลึกหลังแนวเชื่อมมากเกินไป จะต้องรักษาปริมาณความร้อนที่เข้าสู่แนวเชื่อมขณะที่ทำการเชื่อม ซึ่งทำได้โดยการลดค่าแรงดันการเชื่อม (Arc voltage)ร่วมกับการลดอัตราการไหลของลวดเชื่อม (Wire feed speed) และเพิ่มอัตราเร็วในการเดินแนวเชื่อม

ในทางกลับกัน  หากพบว่าแนวเชื่อมนั้น มีแนวหลอมลึกด้านหลังแนวเชื่อมน้อยจนเกินไป (เรียกว่าการหลอมลึกไม่สมบูรณ์ ; Lack of fusion ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่การละลายของลวดเชื่อมบนโลหะเชื่อมตื้นเกินไป สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มค่าแรงดันการเชื่อม (Arc voltage) และอัตราการไหลของลวดเชื่อม (Wire feed speed)  แต่ต้องลดอัตราเร็วในการเดินแนวเชื่อมลงนอกจากนั้น ตามที่กล่าวมาแล้ว เพื่อป้องกันปัญหาการหลอมละลายไม่สมบูรณ์ ควรจะทำความสะอาดให้ดีพอก่อนที่จะเริ่มต้นการเชื่อมและระหว่างการเชื่อม ในการเชื่อมแบบหลายแนวเชื่อม ปรับมุมการเดินเชื่อมและเปิดร่องแนวเชื่อมให้กว้างพอที่จะให้ลวดเชื่อมเข้าได้ถึงร่องแนวเชื่อมได้มากที่สุด  รักษาระยะอาร์คและระยะยื่นของลวดเชื่อม เพื่อคงความเสถียรของอาร์คและเตรียมรอยต่ออย่าให้มีความหนามากเกินไป

6. จะป้องกันการเกิดตามดหรือรูพรุนในแนวเชื่อมได้อย่างไร

ปัญหาตามดหรือรูพรุนในแนวเชื่อม เกิดจากแก๊สที่อยู่ในน้ำโลหะพยายามที่จะลอยขึ้นสู่ด้านบน และถูกกักอยู่บนผิวหรือใต้แนวเชื่อมในขณะที่แนวเชื่อมแข็งตัวลง  ปัญหาเช่นนี้แก้ไขได้โดยทำความสะอาดแนวเชื่อมให้ดีก่อนทำการเชื่อม  ต้องมั่นใจว่าทำความสะอาดสนิม  ฝุ่น  คราบน้ำมันหรือจารบี  สีเคลือบ และสิ่งสกปรกต่างๆ ออกให้หมด  ตลอดแนวที่ต้องการทำการเชื่อม ในขณะทำการเชื่อม พยายามรักษาระยะยื่นของลวดเชื่อมอย่าให้เกินกว่า 1-1/4 นิ้ว จากปลายคอนแทคทิพ