เทคนิค การเชื่อมแก๊ส (BRAZING)

การเชื่อมแก๊ส หมายถึงขบวนการที่ทำให้โลหะประสานกัน โดยการให้ความร้อนกับโลหะงานจนถึงอุณหภูมิที่โลหะชนิดนั้นหลอมละลาย โลหะเมื่อหลอมละลายจะรวมตัวเข้าเป็นเนื้อเดียวกัน การเชื่อมแก๊สเป็นอีกวิธีหนึ่งที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน
การเชื่อมมักจะใช้เปลวไฟที่เกิดจากการสันดาประหว่างแก๊สเชื้อเพลิงกับอากาศ การสันดาประหว่างแก๊สเชื้อเพลิงกับอากาศแยกออกเป็นแบบต่างๆ ได้ 3 แบบคือ

1. การสันดาปของแก๊สเชื้อเพลิงกับออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศโดยตรง เช่น การสันดาปของเทียนไข หรือตะเกียงแก๊สที่แม่ค้าใช้ขายของตอนกลางคืนการสันดาปชนิดนี้จะมีผลดังนี้
1.1 เปลวไฟที่ได้จากการสันดาปมีอุณหภูมิต่ำ
1.2 เปลวไฟมีความสะอาดน้อยมาก
1.3 ให้ปริมาณความร้อนต่ำ

2. การสันดาปของแก๊สเชื้อเพลิงในบรรยากาศผ่านรูดูดอากาศของหัวเผา ตัวอย่างของการสันดาปลักษณะนี้ได้แก่ ตะเกียงบุนเสน (Bunsen) การสันดาปลักษณะนี้จะมีผลดังนี้
2.1 เปลวไฟที่ได้จากการสันดาปมีอุณหภูมิสูงกว่าแบบแรก
2.2 เปลวไฟมีความสะอาดมากกว่าแบบแรก
2.3 ให้ปริมาณความร้อนมากกว่าแบบแรก

3. การสันดาปของแก๊สเชื้อเพลิงกับออกซิเจนที่นามาจากแหล่งที่มีความดัน โดยผสมกันก่อนการสันดาป เช่นการสันดาปของหัวเชื่อมแก๊ส การสันดาปลักษณะนี้จะมีผลดังนี้
3.1 เปลวไฟที่ได้จากการสันดาปมีอุณหภูมิสูงสุด
3.2 เปลวไฟมีความสะอาดมากที่สุด
3.3 ให้ปริมาณความร้อนมากที่สุด

การจุดเปลวไฟเชื่อมและการดับเปลวไฟแก๊ส

ก่อนจุดเปลวไฟเชื่อมทุกครั้งต้องตรวจดูอุปกรณ์ต่าง ๆ ให้อยู่ในสภาพเรียบร้อย โดยเริ่มจากเครื่องกำเนิดแก๊ส หรือขวดบรรจุแก๊สว่ามีรอยรั่วหรือไม่ เครื่องบังคับแก๊ส ลิ้นนิรภัย เกจวัดความดัน และอุปกรณ์อื่น ๆ รวมทั้งสายเชื่อม หัวเชื่อม ที่สาคัญคืออุปกรณ์ป้องกันไฟกลับต้องมีน้ำบรรจุเต็มตามระดับที่กำหนดเมื่อตรวจอุปกรณ์ทุกอย่างเรียบร้อย ให้เปิดลิ้นที่ขวดบรรจุแก๊สออกซิเจนก่อนโดยหมุนเปิดอย่างช้า ๆ และหมุนเปิดจนสุดระยะเกลียวทุกครั้ง เพื่อป้องกันแก๊สรั่วออกทางก้านลิ้น หลังจากนั้นให้เปิดลิ้นขวดบรรจุแก๊สอะเซทิลีน โดยหมุนเปิดเพียง 1-2 รอบ แล้วให้ปล่อยประแจที่ใช้เปิดคาไว้บนก้านลิ้น ปรับขนาดความดันแก๊สสำหรับหัวเชื่อม หรือหัวตัดตามที่บริษัทผู้ผลิตหัวเชื่อม หรือหัวตัดแนะนำไว้ เปิดลิ้นแก๊สออกซิเจนที่มือถือเชื่อมประมาณ 1/6 รอบ แล้วเปิดลิ้นอะเซทิลีนเล็กน้อยจากนั้นทดลองใช้มือบังที่ปลายหัวเชื่อม จะรู้สึกว่ามีแก๊สพุ่งออกมาจึง ใช้เครื่องมือจุดไฟจุด โดยให้มีระยะห่างจากปลายหัวเชื่อมประมาณ 25 ม.ม. และปรับเปลวไฟให้มีลักษณะตามต้องการ
การจุดเปลวไฟถ้าไม่เปิดแก๊สออกซิเจนจะมีเขม่าและควันมาก เพราะการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ แต่ถ้าเปิดแก๊สออกซิเจนมากก็จะจุดไฟไม่ติด ดังนั้นต้องเปิดแก๊สออกซิเจนให้พอเหมาะ
.
การดับเปลวไฟที่ถูกต้องให้ปิดลิ้นแก๊สอะเซทิลีนก่อนแล้วจึงปิดแก๊สออกซิเจน เพราะจะไม่ทาให้เกิดเขม่าควัน และยังเป็นที่แน่ใจว่าเปลวไฟนั้นได้ดับจริง ๆ

ลักษณะของเปลวไฟที่ใช้ใน การเชื่อมแก๊ส
เปลวไฟ มีหน้าที่ให้ความร้อนแก่ชิ้นงาน จนมีอุณหภูมิสูงถึงจุดหลอมละลายขณะที่ปฏิบัติการเชื่อม เปลวไฟที่ดีเหมาะกับการเชื่อมต้องพุ่งเป็นลากรวยแหลมยาวออกจากหัวเชื่อม โดยตำแหน่งที่ร้อนที่สุดห่างจากปลายเปลวไฟชั้นในประมาณ 2 – 10 ม.ม. และมีอุณหภูมิสูงถึง 3,200 องศาเซลเซียส ถ้าเปลวไฟไม่ถูกต้องจะมีผลต่อการเชื่อม และคุณภาพของแนวเชื่อม ลักษณะของเปลวไฟที่ไม่ถูกต้องจำแนกออกได้ดังนี้

1. เปลวไฟเอียงและเปลวไฟแตกบานปลาย เปลวไฟที่พุ่งออกจากหัวเชื่อมอาจจะเอียงไปข้างใดข้างหนึ่ง หรือแตกบานปลายไม่พุ่งเป็นลำกรวย ซึ่งมีสาเหตุได้หลายประการได้แก่ รูทางออกของแก๊สเอียงหรือขยายออกเป็นปากระฆัง มีสิ่งสกปรก สะเก็ดโลหะหรือเขม่าติดค้างภายในและบริเวณหัวทิป

วิธีแก้ไข ให้ทำความสะอาดหัวทิปเพื่อขจัดสิ่งสกปรกที่ติดค้างอยู่ โดยใช้ปลายหัวทิปถูกับแผ่นไม้เนื้อแข็งกลับไปกลับมาหลาย ๆ ครั้งในขณะที่ยังมีเปลวไฟอยู่ สิ่งสกปรกต่าง ๆ ก็จะหลุดออกๆไป ไม่ควรถูกับไม้เนื้ออ่อนหรือแผ่นไม้ที่ทาสี เพราะจะทาให้เสี้ยนไม้หรือสีอุดตันหัวทิป
ข้อควรระวัง ห้ามใช้หัวทิปถูกับเหล็ก คอนกรีต อิฐ หิน เพราะจะทำให้หัวทิปสึกกร่อนได้

2. เปลวไฟขาดตอนจากปลายหัวทิป การจุดเปลวไฟที่หัวเชื่อมบางครั้งจะพบว่าเปลวที่เกิดขึ้นพุ่งแรงและขาดตอนจากปลายหัวทิปมาก ไม่สามารถนำไปเชื่อมได้ ที่เป็นเช่นนี้เกิดจากความดันของแก๊สที่พุ่งผ่านหัวทิปสูงมากเกินปกติ ทำให้อัตราการไหลของแก๊สสูงตามไปด้วย
วิธีแก้ไข ให้ลดความดันของแก๊สออกซิเจนหรือแก๊สอะเซทิลีนให้ต่ำลงจากเดิม โดยปรับที่เครื่องบังคับแก๊สและปรับที่ลิ้นมือถือหัวเชื่อมแก๊ส จนเปลวไฟเชื่อมเป็นปกติ

3. เปลวไฟมีละอองน้ำปนออกมา สังเกตได้จากเปลวไฟพุ่งแรงและมีละอองสีแดงเป็นฝอยอยู่ด้านในของเปลวไฟ สาเหตุเกิดจากอัตราการไหลของแก๊สอะเซทิลีนสูงกว่าปกติหรือมีน้ำในอุปกรณ์นิรภัยสูงกว่ากาหนด ทาให้น้ำส่วนที่เกินไหลปนออกมากับเปลวไฟ

วิธีแก้ไข ให้ถอดข้อต่อสายเชื่อมแก๊สอะเซทิลีนออกจากมือถือหัวเชื่อมแล้วปล่อยให้น้ำที่ปนมาและตกค้างอยู่ในสายเชื่อมออกให้หมด แล้วต่อยึดสายเข้ากับมือถือเชื่อมเหมือนเดิม จากนั้นให้ตรวจระดับน้ำในอุปกรณ์นิรภัยว่าได้ระดับตามที่กำหนดหรือไม่ ถ้าน้อยไปก็เติม ถ้ามากไปก็ปล่อยออกให้ได้ระดับที่กำหนด

4. เปลวไฟเปลี่ยนแปลงเสมอ เปลวไฟจากหัวเชื่อมเปลี่ยนแปลงอยู่บ่อย ๆ บ่งครั้งพุ่งแรงบางครั้งพุ่งค่อยสลับกันไป เกิดจากความดันของแก๊สออกซิเจนหรือแก๊สอะเซทิลีนไม่สม่ำเสมอ อาจเป็นเพราะเครื่องบังคับแก๊สไม่ทางานตามปกติชิ้นส่วนภายในชำรุดเป็นต้น

วิธีแก้ไข ให้เปลี่ยนเครื่องบังคับแก๊สตัวใหม่ วิธีสังเกตง่าย ๆ ว่าเครื่องบังคับแก๊สชำรุดหรือไม่ให้ดูที่เข็มเกจ วัดความดันเคลื่อนไหวหรือสั่นอยู่บ่อย ๆ

5. เปลวไฟเปลี่ยนเป็นเปลวออกซิไดซิ่ง ในขณะเชื่อม สาเหตุเกิดจากการเชื่อมเป็นเวลานาน ๆ ทำให้หัวทิปมีอุณหภูมิสูง ทำให้แก๊สออกซิเจนและแก๊สอะเซทิลีนแยกตัวไม่รวมกันตามปกติ แก๊สอะเซทิลีนจะลดปริมาณลงแต่แก๊สออกซิเจนยังคงเดิมทำให้เปลวกลาง เปลี่ยนเป็นเปลวออกซิไดซิ่ง

วิธีแก้ไข ต้องปรับเปลวไฟใหม่โดยเพิ่มปริมาณแก๊สอะเซทิลีนให้สูงขึ้นจากเดิม จนกระทั่งเปลวไฟเปลี่ยนเป็นเปลวคาร์บูไรซิ่งแล้วจึงลดแก็สอะเซทิลีนลงช้า ๆ ให้เปลวเปลี่ยนเป็นเปลวกลางเช่นเดิม หรือให้หยุดเชื่อมชั่วคราวเพื่อปล่อยให้หัวเชื่อมเย็นลงก่อนจึงทำการเชื่อมต่อไป

ชนิดของเปลวไฟที่ใช้ใน การเชื่อม
การสันดาปของแก๊สทั้งสองชนิดจากหัวเชื่อมแบ่งออกได้ 3 ลักษณะตามอัตราส่วนผสมดังนี้
1. เปลวคาร์บูไรซิ่ง (Carburizing Flame)
2. เปลวกลาง (Neutral Flame)
3. เปลวออกซิไดซิ่ง (Oxidizing Flame)

1. เปลวคาร์บูไรซิ่ง เกิดจากการสันดาปของแก๊สทั้งสองชนิด แต่แก๊สอะเซทิลีนจะมากกว่าแก๊สออกซิเจน การสันดาปของเปลวชนิดนี้จะมีแก๊สอะเซทิลีนจะเผาไหม้ไม่หมด ถ้าทำการเชื่อมในห้องหรือสถานที่อับอากาศไม่มีอากาศถ่ายเทอาจเป็นอันตรายได้ ความร้อนที่ได้จากเปลวไฟชนิดนี้จะต่ำกว่า 3,200 องศาเซลเซียส นิยมใช้สาหรับเชื่อมโลหะที่มีจุดหลอมตัวต่ำ เช่น ตะกั่ว อะลูมิเนียม และอื่น ๆ นอกจากนี้คาร์บอนที่เหลือจากการสันดาปจะทาหน้าที่คล้ายฟลักซ์คลุมแนวเชื่อม ป้องกันแก๊สออกซิเจนไม่ให้เข้ามารวมตัวกับแนวเชื่อม สังเกตเปลวไฟจะมี 3 ชั้น

2. เปลวกลาง เกิดจากการสันดาประหว่างแก๊สออกซิเจนและแก๊สอะเซทิลีนจากหัวเชื่อมในอัตราส่วน 1 ต่อ 1 สังเกตได้ว่าเปลวไฟจะมี 2 ชั้น ชั้นในจะมีสีขาวนวลอมฟ้าสุกใสต่อจากปลายหัวทิป เปลวชั้นนอกล้อมรอบเป็นรูปกรวยแหลมยาว เปลวไฟชนิดนี้ให้อุณหภูมิความร้อนสูงสุดที่ 3,200 องศาเซลเซียส ตำแหน่งที่ร้อนที่สุดห่างจากเปลวไฟชั้นในประมาณ 2 – 10 ม.ม. ขึ้นอยู่กับขนาดหัวเชื่อม เปลวชนิดนี้นิยมใช้เชื่อมโลหะทั่ว ๆ ไป

3. เปลวออกซิไดซิ่ง เป็นเปลวที่มีแก๊สออกซิเจนมากกว่าแก๊สอะเซทิลีนการสันดาปของแก๊สชนิดนี้จะมีแก๊สออกซิเจนตกค้างอยู่ และสังเกตได้ชัดว่าเปลวชนิดนี้มีเพียง 2 ชั้นเปลวในเล็กและหดสั้นติดกับปลายหัวทิป เปลวชั้นนอกมีสีฟ้าอ่อน อุณหภูมิของเปลวชนิดนี้จะต่ำกว่าเปลวกลางเล็กน้อย นิยมใช้เชื่อมโลหะประเภท บรอนซ์ เพราะจะทาให้คุณสมบัติของบรอนซ์ไม่เปลี่ยนแปลง ถ้านำเปลวชนิดนี้ไปเชื่อมเหล็กเหนียวจะเกิดฟอง มองเห็นบ่อละลายไม่ชัด แนวเชื่อมเปราะ และมีรูพรุนไม่แข็งแรง

การระบายความร้อนหัวเชื่อม ขณะที่เชื่อมติดต่อกันเป็นเวลายาวนานหัวเชื่อมจะร้อนกว่าปกติ การระบายความร้อนจากหัวเชื่อมทำได้โดยจุ่มหัวเชื่อมลงในถังน้ำ ปิดเฉพาะลิ้นแก๊สอะเซทิลีนส่วนแก๊สออกซิเจนเปิดไว้เช่นเดิม อาจจุ่มหัวเชื่อมลงถังน้ำจนถึงข้อต่อระหว่างหัวเชื่อมและมือถือเพื่อระบายความร้อนทุกส่วน

การส่ายหัวเชื่อม การตั้งมุมหัวเชื่อมและการป้อนลวดเชื่อม

ขณะที่ทำการเชื่อมชิ้นงานต้องตั้งมุมหัว เชื่อมให้เอนไปด้านหลังประมาณ 30 – 45 องศา กับผิวงานและทำมุมฉากกับด้านข้างทั้งสองด้าน หัวเชื่อมอยู่สูงจากงานมีระยะห่างจากปลายเปลวไฟชั้นในถึงผิวงานประมาณ 2 – 10 ม.ม.ตามขนาดของหัวเชื่อม

ในการเชื่อมทุกครั้งต้องใช้เปลวไฟเผาชิ้นงานบริเวณแนวที่จะเชื่อมจนร้อนหลอมละลายเป็นแอ่งกลมหรือที่เรียกว่า บ่อละลาย (Puddle) ซึ่งเป็นส่วนที่ร้อนที่สุดหลังจากนั้นให้ส่ายหัวเชื่อมเล็กน้อยเพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นงานได้อย่างทั่วถึง เมื่อชิ้นงานหลอมละลายเป็นบ่อละลายแล้วจึงเติมลวดเชื่อมลงไปเป็นตัวประสานชิ้นงาน ส่ายหัวเชื่อมพร้อมกับเคลื่อนที่ไปช้า ๆ สม่ำเสมอ พยายามรักษาระยะการส่ายหัวเชื่อมและป้อนลวดเชื่อมให้สัมพันธ์กันตลอดเวลา การส่ายลวดเชื่อมจำแนกได้หลายแบบช่างเชื่อมจะเลือกส่ายแบบใดก็ได้ตามถนัด แต่ต้องให้ทีความกว้างพอเหมาะกับขนาดความหนาและรอยต่อของชิ้นงาน

ถ้าส่ายหัวเชื่อมกว้างบ่อละลายที่เกิดขึ้นก็จะใหญ่ และลึกลงไปในชิ้นงานมาก การประสานซึมลึกในชิ้นงานของแนวเชื่อมจะดียิ่งขึ้น ถ้าชิ้นงานหนาบ่อละลายจะต้องกว้างตามไปด้วย ถ้าชิ้นงานบาง การส่ายหัวเชื่อมต้องแคบลงเพื่อให้บ่อละลายมีขนาดเล็ก ถ้าส่ายหัวเชื่อมกว้างมากไปความร้อนจะสะสมมากทาให้ชิ้นงานทะลุได้ ดังนั้นการส่ายหัวเชื่อมต้องสัมพันธ์กับชิ้นงาน และลักษณะของรอยต่อด้วย

.
รอยต่อแบบต่าง ๆ สาหรับการ เชื่อมแก๊ส รอยต่อพื้นฐานสาหรับ การเชื่อม แก๊สมีดังนี้
1. รอยต่อชน (Butt Joint)
2. รอยต่อเกย (Lap Joint)
3. รอยต่อมุมเชื่อมด้านนอก (Corner Joint Weld Outside)
4. รอยต่อมุมเชื่อมด้านในหรือรอยต่อฟิลเลท (Fillet Joint)

ตำแหน่งท่าเชื่อมจะแบ่งออกได้ดังนี้
1. ท่าราบ (Flat Position)
2. ท่าขนานนอน (Horizontal Position)
3. ท่าตั้ง (Vertical Position)
4. ท่าเหนือศีรษะ (Overhead Position)

หมายเหตุ สำหรับหัวเชื่อมทุกๆ อันจะมีหมายเลขพิมพ์ประทับไว้ที่บนหัวทิปทุกๆ อันตัวเลขเหล่านี้คือขนาดของรู้แก๊สหัวทิป ซึ่งจะถูกกำหนดขึ้นมาจากโรงงานผู้ผลิตหัวเชื่อม ระบบตัวเลขอาจมีขนาดตั้งแต่ 1 – 80 ตัวเลขน้อยรูหัวทิปจะเล็ก ตัวเลขมากรูหัวทิปจะโต

 

 

ที่มา :  http://www.pakoengineering.com/

สนใจสั่งซื้อซื้อ ECO SAVER ได้ที่ : https://infinixgas.com/product/eco-saver/