การเชื่อมไฟฟ้า งานเชื่อมโลหะ โครงเหล็ก ด้วยวิธีที่หลากหลายตามสภาพของวัสดุและชิ้นงาน

เมื่อเอ่ยถึงการ “เชื่อมไฟฟ้า” ซึ่งก็คือการเชื่อมอาร์ครูปแบบหนึ่ง โดยจะใช้ก้านธูปหรืออิเล็กโทรดที่มีการหุ้มด้วยฟลักซ์นำมาใช้สำหรับเชื่อมโลหะเข้าด้วยกัน ในกระบวนการดังกล่าวเป็นวิธีที่ไม่ซับซ้อน มีความยืดหยุ่นในการทำงานสูง จึงทำให้ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย เมื่อเทียบกับวิธีอื่นที่ยุ่งยากมากกว่า ดังนั้นในการทำงานด้านอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นซ่อมบำรุง ก่อสร้าง หรือการเชื่อมโลหะโครงเหล็กขนาดใหญ่ ไปจนถึงสแตนเลส อะลูมิเนียม ทองแดง และนิกเกิล ก็นิยมใช้การเชื่อมแบบนี้เป็นส่วนใหญ่

ความนิยมในการเชื่อมโลหะ มีวิธีหลากหลายดังต่อไปนี้

1. การเชื่อมด้วยแก๊ส

การเชื่อมด้วยแก๊ส (Gas) เป็นการเชื่อมที่จัดอยู่ในกลุ่มการเชื่อมแบบหลอมเหลว ซึ่งจะใช้แหล่งความร้อนที่มาจากการเผาไหม้ ระหว่างอะเซทีลีนและออกซิเจน ซึ่งเป็นแก๊สเชื้อเพลิงติดไฟได้ โดยจะเผาไหม้ได้สมบูรณ์ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 3,200 องศาเซลเซียส เป็นต้นไป ซึ่งในปฏิกิริยาความร้อนสูงนี้ จะไม่ก่อให้เกิดเขม่าและควันแต่อย่างใด

2. การเชื่อมด้วยวิธีอัด

การเชื่อมอัด (Press) เป็นการเชื่อมด้วยวิธีที่จะทำให้โลหะ 2 ชิ้นประสานเข้าด้วยกัน โดยใช้ความร้อนเป็นตัวช่วย ให้ความร้อนในจุดที่จะทำการเชื่อมเข้าด้วยกัน จากนั้นใช้แรงอัดเข้ากับส่วนที่โดนความร้อนแล้วหลอมละลาย ทำให้ชิ้นงานสามารถเชื่อมติดเข้าด้วยกัน อาจจะประสานกันเป็นจุด หรือตามแนวที่สามารถใช้ความร้อนได้จากแรงต้านทานไฟฟ้า

3. การเชื่อมแบบไฟฟ้า

การเชื่อมไฟฟ้า (Arc) หรือการเชื่อมอาร์คดังที่กล่าวไปข้างต้น เป็นวิธียอดนิยมในการทำงาน ความร้อนที่ได้จากการเชื่อมวิธีนี้จะเกิดจากประกายระหว่างชิ้นงานและลวดที่ทำหน้าที่เชื่อม ความร้อนที่ทำให้วัสดุหลอมเหลว จนลวดทำหน้าที่เป็นส่วนเชื่อมเนื้อโลหะเข้าด้วยกัน

4. การเชื่อมแบบทังสเตน

การเชื่อมทังสเตน (TIG) ซึ่งเป็นการเชื่อมที่เรียกว่า “Tungsten Inert Gas” ลักษณะการเชื่อมนี้จะให้ความร้อนที่มาจากอาร์ค ซึ่งเกิดจากลวดทังสเตนเชื่อมต่อกับชิ้นงาน โดยมีแก๊สเฉื่อยทำหน้าที่ปกคลุมเอาไว้ในจุดที่ทำการเชื่อม ภายใต้บ่อหลอมละลาย เพื่อไม่ให้อากาศจากภายนอกเข้ามาได้ ไม่เช่นนั้นจะทำให้ปฏิกิริยาการเชื่อมเสียหายตามมาได้นั่นเอง ทั้งนี้ในการเชื่อมแบบ TIG จะนิยมใช้สำหรับงานโลหะบางอย่าง เช่น อลูมิเนียม, แมกนีเซียมเชื่อมกับทองแดง และการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมกับอโลหะ เป็นต้น ผู้ที่ทำงานอยู่ในขั้นตอนนี้จะต้องสามารถควบคุมการทำงานให้ดีที่สุด จึงเป็นวิธีที่ซับซ้อน ใช้ความสามารถสูง เพื่อให้ผลลัพธ์ที่ได้นั้นมีคุณภาพที่สมบูรณ์มากที่สุด ดังนั้นวิธีนี้จึงมีความยุ่งยากมากกว่าวิธีอื่นทั้งหมดที่กล่าวไปข้างต้น และขั้นตอนการทำงานจะใช้เวลานานกว่าอีกด้วย

5. การเชื่อมแบบ MIG

การเชื่อม MIG หรือ Metal Inert Gas เป็นกระบวนการเชื่อมที่จะใช้ความร้อนจากอาร์คซึ่งเป็นลวดเชื่อมกับส่วนของชิ้นงาน โดยลวดเชื่อมที่นำมาใช้นั้นจะต้องเป็นแบบเปลือย ทำหน้าที่ถูกส่งป้อนอย่างต่อเนื่องไปที่จุดอาร์ค บวกกับทำหน้าที่เป็นโลหะที่คอยส่งเติมเข้าไปยังบ่อหลอมละลาย ที่ปกคลุมด้วยแก๊สเฉื่อย เป็นส่วนที่จะมีการป้องกันไม่ให้อากาศภายนอกเข้ามาปะปนรวมอยู่ด้วย เนื่องจากเป็นการป้อนแบบอัตโนมัติ แกนอาร์คจะมีลักษณะเป็นเกลียวหมุนได้ด้วยความเร็วที่เลือกไว้ ซึ่งเป็นการเชื่อมระหว่างฐานและลวด เมื่อลวดละลายเชื่อมเข้ากับฐานแล้ว จะทำให้มีความแข็งแรงสูง เป็นวิธีการที่ง่าย และให้ผลลัพธ์ที่ดีกับทุกโลหะ ไม่ว่าจะบางหรือหนา ก็สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้

6. การเชื่อมแบบใต้ฟลักซ์

การเชื่อมใต้ฟลักซ์ (Submerged Arc) เป็นการเชื่อมที่ได้รับความนิยมมากที่สุดชนิดหนึ่ง ซึ่งใช้กระบวนการเชื่อมแบบไฟฟ้าเข้ามาผสมผสาน โดยจะได้รับความร้อนจากอาร์ค ผ่านลวดเชื่อมสองเส้นกับตัวของชิ้นงาน เส้นลวดเปลือยอยู่ถูกวางอยู่ระหว่างอาร์ค และมีฟลักซ์แบบเม็ดคลุมอยู่รอบบริเวณ เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศภายนอกเข้ามาทำลายปฏิกิริยาด้านในของแนวเชื่อม

7. การเชื่อมแบบแท่ง

การเชื่อมแบบแท่ง (Stick) เป็นการเชื่อมที่ได้รับความนิยมไม่แพ้แบบอาร์ค เพราะมีราคาประหยัด แม้จะโลหะที่สกปรกเป็นสนิมก็ทำการเชื่อมได้แนบสนิท โดยวิธีการจะต้องใช้การเชื่อมด้วยกระแสไฟฟ้า นิยมเชื่อมโลหะภายในบ้านทั่วไป กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านช่องว่างของโลหะและก้านเชื่อม ซึ่งเรียกว่าอิเล็กโทรด ผลลัพธ์ที่ได้คือประสิทธิภาพในการเชื่อมที่ทนทาน ใช้เชื่อมข้อต่อที่มีขนาดใหญ่ได้ ไม่ว่าจะเป็นการเชื่อมภายในหรือภายนอกอาคาร

การแบ่งชนิดของเครื่องเชื่อมไฟฟ้า

โดยทั่วไปการเชื่อมแบบไฟฟ้าจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ตามรูปแบบการใช้งานในอุตสาหกรรมเชื่อมต่างๆ ดังต่อไปนี้

1. การแบ่งเครื่องเชื่อมไฟฟ้าตามการจ่ายพลังงานเชื่อม

1. เครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบกระแสคงที่ เรียกว่า “Constant Current” เมื่อวงจรไฟฟ้าปิด จะไม่มีกระแสไฟเกิดขึ้น จนกว่าจะเปิดวงจร กระแสไฟฟ้าจะเพิ่มสูงขึ้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าต่ำลง นิยมใช้กับงานเชื่อมหุ้มฟลักซ์ และการเชื่อมแบบ TIG เป็นต้น
2. การเชื่อมไฟฟ้าแบบแรงดันคงที่ เรียกว่า “Constant Voltage” จะต่างจากแบบแรกคือ ขณะวงจรเปิดจะไม่มีกระแสไฟฟ้า ทำให้มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าภายในอยู่ราว 40 โวลต์ นิยมนำมาใช้งานกับการเชื่อมแบบอัตโนมัติและแบบกึ่งอัตโนมัติ เช่น การเชื่อม MIG หรือ MAG เป็นต้น

2. การแบ่งเครื่องเชื่อมไฟฟ้าตามต้นกำเนิดของกำลังการผลิตที่มาจากเครื่องเชื่อม

1. เครื่องเชื่อมแบบ Generator หรือ Generator Welding Machine เป็นเครื่องเชื่อมที่ใช้ Generator เป็นตัวปั่นไฟ โดยส่วนใหญ่ไฟฟ้าที่ส่งออกมาจะเป็นกระแสตรง
2. เครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบหม้อแปลง หรือ Transformer Welding Machine เป็นเครื่องที่นิยมใช้งานกันทั่วไป มีหลากหลายราคา ข้อดีของเครื่องชนิดนี้คือน้ำหนักเบามากกว่าแบบ Generator อยู่มาก