เนื่องจากเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของการผลิตสมัยใหม่ คุณภาพของกระบวนการเชื่อมจึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพโดยรวมและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการผลิตจริง เนื่องจากอิทธิพลของปัจจัยหลายประการ ข้อบกพร่องด้านคุณภาพจึงมักเกิดขึ้นในกระบวนการเชื่อม บทความนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับข้อบกพร่องด้านคุณภาพทั่วไปในกระบวนการเชื่อม วิเคราะห์สาเหตุของการเกิดข้อบกพร่อง และเสนอมาตรการป้องกันและควบคุมที่เกี่ยวข้อง
1. ภาพรวมของข้อบกพร่องด้านคุณภาพกระบวนการเชื่อม
ข้อบกพร่องด้านคุณภาพกระบวนการเชื่อมส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท: ข้อบกพร่องภายนอกและข้อบกพร่องภายใน ข้อบกพร่องภายนอกหมายถึงข้อบกพร่องบนพื้นผิวของการเชื่อมที่สามารถสังเกตได้ด้วยตาเปล่าหรือแว่นขยายกำลังต่ำ เช่น การตัดด้านล่าง แนวเชื่อม หลุมอาร์ค รูพรุนบนพื้นผิว การรวมตะกรัน รอยแตกที่พื้นผิว และตำแหน่งการเชื่อมที่ไม่สมเหตุสมผล ข้อบกพร่องภายในจะต้องค้นพบผ่านการทดสอบแบบทำลายหรือวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายแบบพิเศษ เช่น รูพรุนภายใน การรวมตะกรัน รอยแตกภายใน การเจาะที่ไม่สมบูรณ์ และการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์
2. ข้อบกพร่องภายนอกและมาตรการป้องกันและควบคุม
(1) ตัดราคา
การตัดด้านล่างหมายถึงช่องว่างที่เหลือจากส่วนเว้าหรือร่องที่หลอมโดยส่วนโค้งที่ขอบของรอยเชื่อมระหว่างการเชื่อมโดยไม่ต้องเสริมด้วยโลหะหลอมเหลว การตัดด้านล่างที่ลึกเกินไปจะทำให้ความแข็งแรงของรอยเชื่อมอ่อนลง ทำให้เกิดความเครียดเฉพาะจุด และมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกที่การตัดด้านล่างหลังจากโหลดแล้ว การตัดด้านล่างส่วนใหญ่เกิดจากปัจจัยต่างๆ เช่น กระแสเชื่อมมากเกินไป ส่วนโค้งยาวเกินไป มุมอิเล็กโทรดไม่เหมาะสม ความเร็วในการป้อนอิเล็กโทรดไม่เหมาะสม และความยาวยึดอิเล็กโทรดสั้นเกินไปเมื่อสิ้นสุดการเชื่อม
มาตรการป้องกัน ได้แก่ กระแสไม่ควรใหญ่เกินไประหว่างการเชื่อม ความยาวส่วนโค้งควรปานกลาง และการเชื่อมส่วนโค้งสั้นควรใช้ให้มากที่สุด เชี่ยวชาญมุมอิเล็กโทรดที่เหมาะสมและเทคนิคการป้อนอิเล็กโทรดที่มีทักษะ และอิเล็กโทรดควรแกว่งไปที่ขอบอย่างช้าๆ เพื่อให้โลหะอิเล็กโทรดหลอมเหลวเต็มขอบ ความลึกของรอยเชื่อมควรน้อยกว่า 0.5 มม. ความยาวควรน้อยกว่า 10% ของความยาวทั้งหมดของรอยเชื่อม และความยาวต่อเนื่องควรน้อยกว่า 10 มม.
(2) ก้อนเชื่อม
ก้อนเนื้อเชื่อมหมายถึงก้อนโลหะที่ปรากฏบนพื้นผิวของรอยเชื่อม มักเกิดจากกระแสการเชื่อมที่มากเกินไป การหลอมละลายของอิเล็กโทรดเร็วเกินไป ความยากในการควบคุมการก่อตัวของการเชื่อม หรือการทำงานของช่างเชื่อมที่ไม่ชำนาญ ก้อนเชื่อมไม่เพียงแต่ส่งผลต่อความสวยงามของการเชื่อมเท่านั้น แต่ยังอาจลดความแข็งแรงและความเหนียวของการเชื่อมอีกด้วย
มาตรการป้องกันได้แก่ การเลือกกระแสเชื่อมและลวดเชื่อมที่เหมาะสม เพื่อให้มั่นใจว่าช่างเชื่อมมีทักษะในการปฏิบัติงาน เมื่อเชื่อมรอยเชื่อมหลายชั้นควรตรวจสอบความเรียบและความสม่ำเสมอของรอยเชื่อมแต่ละชั้นเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดปมเชื่อม
(3). หลุมโค้ง
หลุมอาร์คเป็นปรากฏการณ์การเลื่อนที่เกิดขึ้นเมื่อสิ้นสุดการเชื่อม ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ความแข็งแรงของการเชื่อมอ่อนลง แต่ยังอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวในระหว่างกระบวนการทำความเย็นอีกด้วย หลุมอาร์กส่วนใหญ่มีสาเหตุมาจากเวลาดับอาร์คสั้นเกินไปเมื่อสิ้นสุดการเชื่อม หรือมีกระแสไฟใหญ่เกินไปที่ใช้เมื่อเชื่อมแผ่นบาง
มาตรการป้องกันได้แก่: เมื่อการเชื่อมเสร็จสิ้น ให้แกนเชื่อมคงอยู่ในช่วงเวลาสั้นๆ หรือเคลื่อนที่เป็นวงกลมหลายๆ ครั้ง อย่าหยุดอาร์กกะทันหัน เพื่อให้แน่ใจว่ามีโลหะเพียงพอที่จะเติมสระหลอมเหลว ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระแสไฟเหมาะสมในระหว่างการเชื่อม และเพิ่มแผ่นเริ่มต้นส่วนโค้งให้กับส่วนประกอบหลักเพื่อนำหลุมอาร์กออกจากการเชื่อม
(4) รูขุมขน
รูพรุนบนพื้นผิวหมายถึงรูเล็กๆ บนพื้นผิวของรอยเชื่อม ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากแท่งเชื่อมชื้น น้ำมันหรือสนิมบนพื้นผิวของรอยเชื่อม ความเร็วในการเชื่อมเร็วเกินไป กระแสไฟแรงเกินไป หรือความยาวส่วนโค้งที่ไม่เหมาะสม รูขุมขนที่ผิวจะลดความแข็งแรงและการปิดผนึกของรอยเชื่อม
มาตรการป้องกัน ได้แก่: เลือกลวดเชื่อมที่มีคุณสมบัติเหมาะสมและตรวจสอบให้แน่ใจว่าลวดเชื่อมแห้งก่อนใช้งาน ทำความสะอาดชิ้นส่วนที่เชื่อมก่อนการเชื่อมเพื่อขจัดสิ่งสกปรก เช่น น้ำมัน สนิม ฯลฯ ลดความเร็วในการเชื่อมเพื่อให้ก๊าซภายในหลบหนีได้ง่าย ใช้กระแสไฟและความยาวส่วนโค้งที่เหมาะสมตามคำแนะนำของผู้ผลิต
(5) รวมตะกรัน
การรวมตะกรันหมายถึงการรวมตัวที่ไม่ใช่โลหะ เช่น ออกไซด์ ไนไตรด์ ซัลไฟด์ และฟอสไฟด์ที่เหลืออยู่ในแนวเชื่อม การรวมตะกรันจะช่วยลดความเป็นพลาสติกและความเหนียวของการเชื่อม เพิ่มความเข้มข้นของความเค้น และทำให้ความเปราะบางที่เย็นและร้อนแตกง่าย
มาตรการป้องกัน ได้แก่: ใช้ลวดเชื่อมที่มีประสิทธิภาพกระบวนการเชื่อมที่ดีและตรวจสอบให้แน่ใจว่าเหล็กเชื่อมตรงตามข้อกำหนดของเอกสารการออกแบบ เลือกพารามิเตอร์กระบวนการเชื่อมที่เหมาะสมผ่านการประเมินกระบวนการเชื่อม ให้ความสนใจกับการทำความสะอาดร่องเชื่อมและช่วงขอบและร่องของลวดเชื่อมไม่ควรเล็กเกินไป สำหรับการเชื่อมหลายชั้นให้เอาตะกรันการเชื่อมของรอยเชื่อมแต่ละชั้นออกอย่างระมัดระวัง ใช้มาตรการต่างๆ เช่น การอุ่นก่อนการเชื่อม การให้ความร้อนระหว่างการเชื่อม และฉนวนหลังการเชื่อม เพื่อลดการเกิดตะกรันรวมอยู่ด้วย
3. ข้อบกพร่องภายในและมาตรการป้องกันและควบคุม
(1) การเจาะที่ไม่สมบูรณ์
การเจาะที่ไม่สมบูรณ์หมายถึงปรากฏการณ์ที่โลหะเชื่อมยังเจาะเข้าไปในโลหะต้นกำเนิดได้ไม่หมด ส่งผลให้เกิดการซึมเข้าไปบางส่วน การเจาะที่ไม่สมบูรณ์จะลดความแข็งแรงและความเหนียวของการเชื่อมลงอย่างมาก
มาตรการป้องกัน ได้แก่: การเลือกอิเล็กโทรดที่เจาะทะลุมากขึ้น ใช้กระแสและความเร็วการเชื่อมที่เหมาะสม เพิ่มระดับร่อง เพิ่มช่องว่าง และลดความลึกของราก ทำให้มั่นใจได้ถึงการออกแบบและการผสมผสานการเชื่อมที่ถูกต้อง
(2) รอยแตกภายใน
รอยแตกภายในหมายถึงปรากฏการณ์การแตกของโลหะภายในรอยเชื่อมซึ่งอาจเกิดขึ้นภายในรอยเชื่อมหรือในบริเวณที่ได้รับความร้อน รอยแตกภายในจะส่งผลร้ายแรงต่อความแข็งแรงและความปลอดภัยของรอยเชื่อม
มาตรการป้องกัน ได้แก่ การกำจัดรอยแตกที่เกิดจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอและความเย็นของรอยเชื่อมเนื่องจากความเครียดจากความร้อน การเลือกวัสดุที่ตรงตามความต้องการของแบบการออกแบบ ควบคุมแหล่งกำเนิดไฮโดรเจนอย่างเข้มงวดและทำให้แกนเชื่อมแห้งก่อนใช้งานและทำความสะอาดน้ำมัน ความชื้น และสิ่งสกปรกอื่น ๆ บนร่อง การเลือกพารามิเตอร์การเชื่อมที่เหมาะสมเพื่อควบคุมความร้อนขาเข้าระหว่างอุณหภูมิความเย็นที่เหมาะสม เมื่ออุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการเชื่อมต่ำและวัสดุบาง นอกเหนือจากการเพิ่มอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการทำงานแล้ว ควรอุ่นก่อนการเชื่อมด้วย หลังการเชื่อม พยายามรักษาอุณหภูมิให้ร้อนและช้าๆ และการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมเพื่อขจัดรอยแตกร้าวที่ล่าช้าซึ่งเกิดจากความเค้นตกค้างในแนวเชื่อมระหว่างกระบวนการทำความเย็น
4. สรุป
ข้อบกพร่องด้านคุณภาพกระบวนการเชื่อมเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเชื่อม จะต้องควบคุมพารามิเตอร์และเงื่อนไขต่างๆ ในกระบวนการเชื่อมอย่างเข้มงวด และต้องใช้มาตรการป้องกันที่มีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันและกำจัดข้อบกพร่องด้านคุณภาพต่างๆ ในเวลาเดียวกัน การเสริมสร้างความเข้มแข็งในการฝึกอบรมและการจัดการของช่างเชื่อมก็เป็นวิธีสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการปรับปรุงกระบวนการ เราสามารถปรับปรุงระดับคุณภาพของเทคโนโลยีการเชื่อมได้มากขึ้น และมีส่วนช่วยในการพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตมากขึ้น