#รอยเชื่อมไร้ที่ติ…เริ่มต้นที่การเลือกโลหะเติมที่ใช่ – มาดูกันเลย !!!
#รอยเชื่อมไร้ที่ติ…เริ่มต้นที่การเลือกโลหะเติมที่ใช่ – มาดูกันเลย !!!
.
.
.
สวัสดีครับ…มีลูกศิษย์หลายๆคนในคอร์สข้อกำหนดขั้นตอนปฏิบัติงานเชื่อม หรือ WPS (Welding Procedure Specification)
ถามว่าจะเลือกลวดเชื่อม
หรือโลหะเติม (Filler Metal) อย่างไรดี…มีวิธีเลือกยังไงบ้าง ???
.
เป็นคำถามที่คลาสสิค…แต่ก็เก็บซ่อนอะไรบางอย่างไว้เยอะเหมือนกัน…
วันนี้จะมาเล่าสู่กันฟังครับ…เผื่อเป็นประโยชน์กับทุกท่าน…
.
.
.
การเลือกโลหะเติม หรือ ลวดเชื่อม…เนี่ย “ไม่ใช่เรื่องเล็กๆ” นะครับ
#วิธีที่ง่ายสุดๆ คือเลือกลวดเชื่อมที่ความแข็งแรงสอดคล้องกับโลหะที่เราจะเชื่อมครับ
(อ้าว…ตอบแบบนี้…แก้ปัญหาอะไรไม่ได้เลยครับ 555)
.
.
มาดูกันต่อครับ…หลักการก็เป็นอย่างนั้นจริง…แต่มันมี step ของมันนะครับ
เดี๋ยวเรามาดู…ไล่เรียงกันไปครับ
เริ่มกันเลย !!
หมายความว่า…”ความแข็งแรงของลวดเชื่อมควรเท่ากับหรือมากกว่าของชิ้นงาน”
แต่อย่างว่า…#มันไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุดเสมอไป…
.
เอ๊ะ…มันมีอะไรมากกว่านั้นอีกหรอ…??
.
บางครั้ง…การใช้ลวดเชื่อมที่ความแข็งแรงน้อยกว่าก็อาจจะดีกว่าเยอะนะ
มีหลายเรื่องที่ต้องคิดเมื่อเลือกลวดเชื่อมที่ใช่
ต้องเข้าใจเรื่อง
- ความแข็งแรง
- ความเหนียว
- ความทนทานต่อการสึกหรอ
- การต้านทานการกัดกร่อน
- ความต้องการในการใช้งานจริง
- ต้นทุน และประสิทธิภาพ และๆๆๆๆ
มันสำคัญมากๆ
มาดูกันว่ามีอะไรบ้าง…ที่ต้องคิดถึงเวลาจะเลือกลวดเชื่อมในออกแบบข้อกำหนดขั้นตอนปฏิบัติงานเชื่อม หรือ WPS
.
นั่นคือ…การเลือกลวดเชื่อมตาม….+++
.
1. ใช้ลวดเชื่อมความแข็งแรงที่สอดคล้องกัน หรือ #Matching Strength
สมาคมการเชื่อมของอเมริกา (American Welding Society) เค้าไม่ได้กำหนดคำว่า “ความแข็งแรงที่สอดคล้องกัน หรือ Matching Strength” อย่างเป็นทางการ
แต่ในวงการมันหมายถึงว่า
“ลวดเชื่อมมีความแข็งแรงที่เท่าหรือมากกว่าชิ้นงาน (Base Metal)”
.
การตัดสินใจว่าจะใช้ลวดเชื่อมที่แข็งแรงตรงกันหรือไม่
ขึ้นอยู่กับประเภทของรอยเชื่อมและสภาพการใช้งานจริง
.
ส่วนใหญ่แล้ว เราจะใช้ลวดเชื่อมที่แข็งแรงตรงกันในรอยเชื่อมที่ต้องรับแรงดึง
แต่มันก็ไม่ใช่ทางเลือกที่ปลอดภัยหรือคุ้มค่าที่สุดเสมอไป
บางทีมาตรฐานอาจจะกำหนดโลหะเติมที่ตรงกันมาให้ อย่างใน #AWS D1.1
สำหรับการเชื่อมโครงสร้างเหล็ก
เค้าก็จะบอกไว้ในข้อ #Prequalification (มาตรา 5 ในฉบับล่าสุด - 2020)
ว่าควรใช้โลหะเติมแบบไหน
.
.
#แต่ก็อย่าเพิ่งคิดว่าอันนี้ดีที่สุด
เข้าใจความต้องการของรอยเชื่อมเป็นสิ่งสำคัญ เพราะ…
#การใช้ลวดเชื่อมที่แข็งแรงน้อยกว่าบางทีก็เวิร์คกว่าก็ได้ครับ
.
นั่นคือ
2. ใช้ลวดเชื่อมความแข็งแรงที่ต่ำกว่า หรือ #Undermatching Strength
เอ๊ะมันน่าสงสัยว่า…ลวดเชื่อมที่แข็งแรงต่ำกว่า มันจะดีกว่ายังไงมาดูกันครับ
.
แทนที่จะเน้นว่าจะใช้ลวดเชื่อมที่ตรงกันเมื่อไหร่
ลองมาดูกันดีกว่าว่าเมื่อไหร่ที่เราควรใช้ลวดเชื่อมที่แข็งแรงน้อยกว่า
ซึ่งบางคนอาจจะคิดว่าเป็นไอเดียที่แย่… >__<
แต่จริงๆ แล้วมันมีประโยชน์นะ
.
.
เมื่อรอยเชื่อมต้องรับแรงมาก ความแข็งแรงที่สูงขึ้นมักจะ#ทำให้ความเหนียวลดลง
ซึ่งหมายความว่ารอยเชื่อมอาจจะมีโอกาสแตกร้าวได้ง่ายขึ้น
(#เน้นตรงนี้เลย…ความรู้ทางวิศวกรรม…เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงมักจะมาพร้อมกับความเหนียวที่ลดลงหรือเปราะ (Brittle) ขึ้นนั่นเอง…
.
อาจสังเกตดูได้จากค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวภายหลังการดึงขาด หรือ %elongation ในสเปคเหล็กต่างๆครับ)
.
ถ้าเราใช้ลวดเชื่อมแข็งแรงน้อยกว่า รอยเชื่อมจะเหนียวขึ้นและสามารถรับแรงที่เกิดขึ้นได้ดีขึ้นโดยไม่มีการแตกร้าว หรือโอกาสน้อยลงมาก…!!!
.
อ้าว…มีความคิดว่า…ก็ลวดเชื่อม (Filler Metal) มันแข็งแรงน้อยกว่านะ….แล้วรอยต่อเชื่อม (Weld Joint) จะแข็งแรงเท่ากับชิ้นงานได้ยังไง…???
.
ดูมันขัดแย้งกันนะ…อันนี้มีคำอธิบายกันครับ
มาดูกันว่า…
.
#ต้องแยกกันก่อนระหว่าง “#ลวดเชื่อม (Filler Metal)” และ “#รอยต่อเชื่อม (Welded Joint)”
.
อันนี้คนละตัวกันนะครับ
ลองจินตนาการว่า…
ลวดเชื่อม (Filler Metal) เสมือนกิ่งไม้ 1 กิ่ง…ถ้าใช้มือหักก็คงหักได้ไม่ยากนัก
ถ้าจะใช้กิ่งไม้นี้รับแรงอะไรก็คงได้ไม่มากเท่าไหร่ใช่ไหมครับ
.
ต่อมา…รอยต่อเชื่อม (Welded Joint) เป็นรอยต่อที่ทำให้ชิ้นงานติดกันอย่างมั่นคง…ก็จินตนาการเหมือนกิ่งไม้สักร้อยหรือพันกิ่งมัดรวมกัน…
อันนี้น่าจะหักได้ยากใช่ไหมครับ
.
น่าจะเห็นภาพแล้วนะครับว่า…ถึงแม้เลือกลวดเชื่อมที่มีความแข็งแรงต่ำกว่าแต่ถ้ารอยต่อถูกออกแบบให้มีขนาดที่โตเพียงพอก็สามารถรับแรงได้ดีด้วยนะ
.
.
แต่ข้อระวัง !!!…หลักการนี้ใช้สำหรับ
ในรอยเชื่อมฟิลเลต (Fillet Weld) หรือรอยเชื่อมที่หลอมละลายซึมลึกบางส่วน (PJP) #เท่านั้นนะครับ
.
ในหลายๆ กรณี โดยเฉพาะในรอยเชื่อมฟิลเลต เราสามารถใช้ลวดเชื่อมที่แข็งแรงน้อยกว่าได้แค่เพิ่มขนาดรอยเชื่อมได้…^___^
ซึ่งต้องใช้ลวดเชื่อมมากขึ้นและเวลาการเชื่อมมากขึ้น
แต่….#เราก็จะลดความเสี่ยงต่อการแตกร้าวลงได้
ซึ่งในระยะยาวจะประหยัดค่าใช้จ่ายได้มาก
.
.
รอยเชื่อม PJP ก็เช่นกัน เราสามารถทำให้รอยเชื่อมใหญ่ขึ้นเพื่อชดเชยความแข็งแรงที่ต้องการ และยังคงมีความเหนียวสูงกว่าการใช้ลวดเชื่อม Matching Strength ที่แข็งแรงดีกว่ากันอีก
.
.
#วิศวกรเชื่อมควรเข้าใจข้อดีและข้อเสียของการใช้ลวดเชื่อม (Matching Strength) หรือที่แข็งแรงน้อยกว่า (Undermatching Strength)
อย่างไรก็ตาม…สำหรับเหล็กโครงสร้างทั่วไป การใช้ลวดเชื่อม Matching Strength #ก็เป็นทางเลือกที่ปลอดภัย
แต่ถ้าเป็นเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง ควรคิดถึงการใช้ลวดเชื่อมที่แข็งแรงน้อยกว่าดู…ก็เป็นทางเลือกหนึ่งครับ
.
#โดยเฉพาะในมาตรฐาน AWS D1.1
CLAUSE 4. DESIGN OF WELDED CONNECTIONS, Table 4.3
ได้กำหนดแนวทางการเลือก #Required Filler Metal Strength Level ไว้ ลองศึกษาเพิ่มเติมดูนะครับ
.
.
ก็ยาวพอสมควรแล้ว…น่าจะประมาณนี้ครับ
เดี๋ยวตอนหน้าจะเล่าสู่กันฟังไปเรื่อยๆนะครับ ^___^
.
หวังว่าคงเป็นประโยชน์นะครับ
อาจารย์โอ
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น