การเชื่อมใต้ฟลักซ์ (Submerged Arc Welding Process) การเชื่อมใต้ฟลักซ์เป็นกระบวนการเชื่อมอาร์คไฟฟ้าชนิดหนึ่ง การเชื่อมเกิดขึ้นด้วยความร้อนจากการอาร์คระหว่างลวดเชื่อมเปลือยกับโลหะชิ้นงาน ลวดเชื่อมจะถูกป้อนมาอย่างต่อเนื่องโดยอุปกรณ์ป้อนลวดก่อนเริ่มต้นเชื่อมและขณะเชื่อมจะมีผงฟลักซ์ชนิดเม็ด จากถังใส่ฟลักซ์ไหลลงมาปกคลุมบริเวณอาร์ค และไหลลงอย่างต่อเนื่องขณะลวดเชื่อมเคลื่อนที่ไปจนสุดแนวผงฟลักซ์เมื่อได้รับความร้อนจากการอาร์คจะหลอมเหลวกลายเป็นสแลกปกคลุมแนวเชื่อมผงฟลักซ์บางส่วนที่อยู่ด้านบนแนวเชื่อมที่ไม่ได้รับความร้อนจะไม่หลอมเหลว สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก
การอาร์คของการเชื่อมใต้ฟลักซ์จะอยู่ใต้ฟลักซ์ จึงมองไม่เห็นแสงอันเกิดจากการอาร์คควันจากการเชื่อมก็มีน้อยมาก ไม่มีการกระเด็นของเม็ดโลหะ เหมาะกับการเชื่อมที่ต้องใช้กระแสไฟสูงชิ้นงานหนา แนวเชื่อมสมบูรณ์สม่ำเสมอมีประสิทธิภาพสูง น้ำโลหะแนวเชื่อมซึมลึกได้ดีมากแต่การเชื่อมใต้ฟลักซ์อุปกรณ์จะมีราคาแพง ส่วนใหญ่จะเชื่อมได้ในตำแหน่งท่าราบ การเชื่อมมีทั้งแบบอัตโนมัติและกึ่งอัตโนมัติ แต่โดยทั่วไปนิยมใช้เชื่อมแบบอัตโนมัติ.
ในระบบการป้อนลวดจะต้องมีทั้งตัวควบคุมการป้อนลวด และกลไกป้อนลวดสู่บริเวณอาร์ก ซึ่งกลไกการป้อนลวดมีระบบควบคุม 2 ระบบคือ
1. ระบบไวต่อแรงเคลื่อน (Voltage-sensitive systems)
2. ระบบความเร็วคงที่ (Constant – speed systems) การบากหรือการทำร่องรอยต่อ เป็นการช่วยควบคุมการซึมลึกและจำนวนของลวดเชื่อมที่เติมลงในรอยเชื่อมสำหรับแนวเชื่อมต่อชนที่ต้องซึมลึก
โลหะที่เหมาะแก่การเชื่อมใต้ฟลักซ์ การเชื่อมใต้ฟลักซ์จะใช้ในการเชื่อมโลหะไม่ผสม (Plain carbon steel) สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนที่เหมาะสมแก่การเชื่อมจะมีคาร์บอนไม่เกิน 0.30 ฟอสฟอรัสไม่เกิน 0.05% และกำมะถันไม่เกิน 0.05% ส่วนเหล็กกล้าปานกลางและเหล็กกล้าผสมต่ำก็สามารถทำการเชื่อมได้ดี ถึงแม้ว่าจะต้อง Pre – heat Post heat โดยใช้ลวดเชื่อมและฟลักซ์ชนิดพิเศษ – กระแสเชื่อมสูงหรือต่ำไป – แรงเคลื่อนสูงหรือต่ำไป – ช่องว่างของรอยต่อไม่เหมาะสม – ใช้ลวดเชื่อมที่มีขนาดไม่เหมาะสม – ความเร็วในการเชื่อมสูงหรือต่ำไป
.การระวังรักษาระบบไฟฟ้า ความเร็วในการเชื่อมและอัตราการเติมลวดสูง เหมาะกับการเชื่อมงานกลม งานแผ่นเรียบและงานเชื่อมพอกผิว ขบวนการเชื่อมนี้ไม่เหมาะกับงานที่บางกว่า 3/16 นิ้ว เพราะจะทะลุ เหมาะแก่การเชื่อมงานในท่าราบ หรืองานเอียงที่ทำมุมกับพื้นระดับไม่เกิน 15 องศา องค์ประกอบในการเชื่อมใต้ฟลักซ์
องค์ประกอบสำคัญของการเชื่อมใต้ฟลักซ์มีหลายประการ ดังนี้
1. กระแสเชื่อม (welding current)
2. แรงเคลื่อนไฟฟ้าขณะเชื่อม ( welding voltage)
3. ความเร็วในการเชื่อม (welding speed)
4.ความกว้างและความหนาของชั้นฟลักซ์ที่ปกคลุมแนวเชื่อม
5. การปรับตำแหน่งลวดเชื่อมและอื่นๆ
6. ความยาวของลวดเชื่อมที่ยื่นออก
ต้องมีที่จับยึดงานเชื่อมพร้อมที่กำบังไม่ให้เข้าฟลักซ์ไหลออกจากแนวเชื่อม และรอยต่อบางชนิดต้องใช้แผ่นรองหลัง (Backing) สามารถเชื่อมในที่โล่งที่มีลมพัดแรงได้ เนื่องจากใช้ฟลักซ์เม็ดปกคลุมแนวเชื่อม ขณะเชื่อมไม่จำเป็นต้องใช้หน้ากากเชื่อมกำบังเพราะการอาร์กเกิดขึ้นอยู่ภายใต้ฟลักซ์ จึงไม่มีแสงอาร์กออกมาภายนอกและงานเชื่อมจะไม่มีเม็ดโลหะเกิดขึ้น การอาร์กของการเชื่อมใต้ฟลักซ์นั้นรุนแรงมาก จึงไม่สามารถมองแสงอาร์กได้ด้วยสายตาดั้งนั้นในการเชื่อมจึงต้องระวังอย่าให้อาร์กเมื่อไม่มีฟลักซ์ปกคลุม การเชื่อมขนาดเล็ก 0.455 -5/64 นิ้วใช้กับอุปกรณ์การเชื่อมกึ่งอัตโนมัติ ซึ่งถ้าใช้ลวดเชื่อมขนาดใหญ่และแข็งแรงจะทำให้การเชื่อมดำเนินไปได้ยากและแนวเชื่อมที่ได้จะไม่ดีพอ โดยทั่วไปแล้วการเชื่อมใต้ฟลักซ์แบบกึ่งอัตโนมัติจะใช้กับลวดเชื่อมขนาด 5/64นิ้ว ถึง 3/32นิ้ว แต่ถ้าลวดมีขนาดเล็กกว่า5/64 นิ้ว จะให้การอาร์กที่สม่ำเสมอและเหมาะแก่การเชื่อม Prefuesd Fluxes เป็นฟลักซ์ที่ผลิตโดยนำเอาส่วนผสมต่างๆ ของฟลักซ์มาผสมกันในสภาพแห้ง แล้วนำไปหลอมละลายด้วยเตาไฟฟ้าที่อุณหภูมิระหว่าง 1482-1704 ฮงศาเซลเซียส
อุปกรณ์หลักที่ใช้สำหรับการเชื่อมใต้ฟลักซ์มีดังนี้
1. เครื่องเชื่อม (welding machine)
2. ระบบป้อนลวดเชื่อม (wire feeding systems)
3. หัวเชื่อม (Torch)
4. ถังฟลักซ์ (Flur Hopper)
การประกอบและยึดรอยต่อ
ก่อนเชื่อมต้องยึดชิ้นงานให้แน่น ซึ่งกระทำได้หลายวิธีได้แก่ การเชื่อมยึดและใช้อุปกรณ์จับยึดสำหรับชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่และน้ำหนักมากจะช่วยตรึงงานไว้ด้วยโดยปริยาย
ลักษณะการประกอบรอยต่อนั้นมีผลต่อคุณภาพ ความแข็งแรงและลักษณะแนวเชื่อม
การเชื่อมใต้ฟลักซ์เป็นกระบวนการเชื่อมโลหะชนิดต่าง ๆ มีข้อดีหลายประการที่พอสรุปได้เป็นข้อ ๆ ดังต่อไปนี้
1. ขณะปฏิบัติงานเชื่อมไม่ต้องใช้หน้ากากกำบัง เพราะแสงจากการอาร์คอยู่ใต้ฟลักซ์ทำให้มองไม่เห็น และไม่มีการกระเด็นของเม็ดโลหะ
2. แนวเชื่อมมีการหลอมเหลวซึมลึกสูง การเชื่อมซ้อนแนวหลายแนว สำหรับชิ้นงานหนาจะมีผลต่อการบิดรูปของชิ้นงานน้อยมาก
3. ให้กระแสไฟ ความเร็วในการเชื่อม และอัตราการเติมลวดเชื่อมสูง เหมาะกับการเชื่อมโลหะแผ่นหนาและงานเชื่อมพอกผิว
4. ชิ้นงานไม่จำเป็นต้องบากร่องรอยต่อให้ลึกมาก เพื่อเป็นการประหยัดลวดเชื่อม เพราะการเชื่อมใต้ฟลักซ์จะให้การหลอมเหลวซึมลึกสูงมาก โดยโลหะหนาตั้งแต่เบอร์ 16 ถึงความหนา ½ นิ้ว ไม่ต้องบากร่อง
5. รูปร่างแนวเชื่อมสมบูรณ์สม่ำเสมอ มีคุณภาพและประสิทธิภาพของแนวเชื่อมสูง สามารถทดสอบด้วยวิธี X-Ray ได้ดี
ที่มาของข้อมูล
Honor Training Center
Better Man
TWI
AutomotiveTanks Ltd
thefabricator