บทนำเกี่ยวกับวิธีการทั่วไปของการเชื่อมท่อเหล็ก

ในปัจจุบันนิยมใช้วิธีเชื่อมท่อเหล็กได้แก่ การเชื่อมอาร์คด้วยอิเล็กโทรด (SMAW), การเชื่อมอาร์คใต้น้ำ (SAW), การเชื่อมอาร์คด้วยแก๊สทังสเตน (GTAW), การเชื่อมอาร์คหลอมด้วยแก๊ส (GMAW), การเชื่อมอาร์คฟลักซ์คอร์ (FCAW) และการเชื่อมแบบลงล่าง เป็นต้น

(1) ข้อดีของการเชื่อมอาร์คด้วยอิเล็กโทรดคืออุปกรณ์นี้ใช้งานง่าย พกพาสะดวก และยืดหยุ่นในการทำงานสามารถใช้กับการเชื่อมตะเข็บสั้นในการบำรุงรักษาและการประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมชิ้นส่วนที่ยากต่อการเข้าถึงข้อเสียคือข้อกำหนดทางเทคนิคสูงสำหรับช่างเชื่อม ค่าใช้จ่ายในการฝึกอบรมช่างเชื่อมสูง สภาพการทำงานไม่ดี ประสิทธิภาพการผลิตต่ำ และไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมโลหะพิเศษและแผ่นบางการเชื่อมอาร์คด้วยอิเล็กโทรดนั้นติดตั้งอิเล็กโทรดที่สอดคล้องกัน ซึ่งสามารถนำไปใช้กับการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ เหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กหล่อ ทองแดง อะลูมิเนียม นิกเกิล และโลหะผสมของพวกมัน
(2) การเชื่อมอาร์กใต้น้ำสามารถใช้กระแสไฟฟ้าที่มากกว่าได้ภายใต้การกระทำของความร้อนอาร์ค ส่วนหนึ่งของฟลักซ์จะละลายเป็นตะกรันและผ่านปฏิกิริยาโลหะเหลวกับโลหะเหลวส่วนอื่น ๆ ของตะกรันจะลอยอยู่บนพื้นผิวของสระโลหะที่หลอมละลายในแง่หนึ่ง มันสามารถปกป้องโลหะเชื่อม ป้องกันมลพิษทางอากาศ และก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีกับโลหะหลอมเหลวเพื่อปรับปรุงองค์ประกอบและประสิทธิภาพของโลหะเชื่อมในทางกลับกัน มันยังทำให้โลหะเชื่อมได้อีกด้วย รอยต่อโลหะจะถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อป้องกันข้อบกพร่อง เช่น รอยแตกและรูพรุนเมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมอาร์คด้วยอิเล็กโทรด ข้อดีคือคุณภาพการเชื่อมสูง ความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็ว และสภาพการทำงานที่ดีดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมตะเข็บตรงและตะเข็บวงกลมของชิ้นงานขนาดใหญ่ และส่วนใหญ่ใช้การเชื่อมด้วยเครื่องจักรข้อเสียคือโดยทั่วไปเหมาะสำหรับการเชื่อมตะเข็บเรียบและตะเข็บมุมเท่านั้นสำหรับการเชื่อมในตำแหน่งอื่นๆ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์พิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าฟลักซ์ครอบคลุมพื้นที่เชื่อมและป้องกันการรั่วไหลของโลหะในสระที่หลอมเหลวไม่สามารถสังเกตส่วนโค้งและร่องระหว่างการเชื่อมได้โดยตรงการตั้งค่าสัมพัทธ์ของรอยเชื่อมจำเป็นต้องใช้ระบบติดตามอัตโนมัติของรอยเชื่อมเพื่อให้แน่ใจว่าหัวเชื่อมอยู่ในแนวเดียวกันกับรอยเชื่อมโดยไม่เบี่ยงเบนการเชื่อมเมื่อกระแสไฟฟ้ามีขนาดใหญ่ ความแรงของสนามไฟฟ้าของส่วนโค้งจะสูง และเมื่อกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า 100A เสถียรภาพของส่วนโค้งจะไม่ดี และไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมชิ้นส่วนบางที่มีความหนาน้อยกว่า 1 มม.การเชื่อมอาร์กใต้น้ำถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กโครงสร้างผสมต่ำ และเหล็กกล้าไร้สนิมเนื่องจากตะกรันสามารถลดอัตราการเย็นตัวของรอยเชื่อมได้ จึงยังสามารถเชื่อมเหล็กโครงสร้างที่มีกำลังสูงและเหล็กกล้าคาร์บอนสูงบางชนิดได้ด้วยการเชื่อมอาร์คใต้น้ำ
(3) การเชื่อมอาร์คทังสเตนด้วยแก๊สเป็นวิธีการที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเชื่อมโลหะแผ่นบางและการเชื่อมสำรอง เนื่องจากสามารถควบคุมความร้อนเข้าได้ดีวิธีนี้ใช้ได้กับการเชื่อมโลหะเกือบทุกชนิด โดยเฉพาะโลหะเชื่อมแบบแห้ง เช่น อะลูมิเนียมและแมกนีเซียมที่สามารถเกิดออกไซด์ที่ทนไฟได้ และโลหะที่มีฤทธิ์ เช่น ไททาเนียมและเบอร์คีเลียม: คุณภาพการเชื่อมของวิธีการเชื่อมนี้อยู่ในระดับสูง แต่จะแตกต่างจาก ส่วนโค้งอื่น ๆเมื่อเทียบกับการเชื่อมแบบดั้งเดิม ความเร็วในการเชื่อมจะช้ากว่า ต้นทุนการผลิตสูง และได้รับผลกระทบอย่างมากจากกระแสลมโดยรอบ จึงไม่เหมาะสำหรับการทำงานกลางแจ้ง
(4) ก๊าซที่ใช้กันทั่วไปในการเชื่อม MIG ได้แก่ อาร์กอน ฮีเลียม คาร์บอนไดออกไซด์ หรือส่วนผสมของก๊าซเหล่านี้เมื่อใช้อาร์กอนและไนโตรเจนเป็นก๊าซป้องกัน จะเรียกว่าการเชื่อมด้วยก๊าซเฉื่อยหลอมเหลว (เรียกโดยย่อว่า การเชื่อม MIG ในระดับสากล)เมื่อใช้ส่วนผสมของก๊าซเฉื่อยและก๊าซออกซิไดซ์ (O2, CO2) หรือ C02 และ C02+ เมื่อก๊าซผสมของ 02 เป็นก๊าซป้องกัน จะเรียกโดยรวมว่าการเชื่อมด้วยก๊าซกัมมันต์ที่มีฉนวนหุ้มด้วยอิเล็กโทรดหลอมเหลว (เรียกโดยย่อว่า การเชื่อม MAG ในระดับสากล)ข้อได้เปรียบหลักของการเชื่อมแบบหุ้มฉนวนโลหะด้วยแก๊สคือสามารถเชื่อมในตำแหน่งต่างๆ ได้สะดวก และยังมีข้อดีคือความเร็วในการเชื่อมที่เร็วกว่าและอัตราการสะสมตัวที่สูงกว่าการเชื่อมแบบป้องกันแก๊สแบบแอคทีฟสามารถนำไปใช้กับการเชื่อมโลหะที่สำคัญที่สุด รวมถึงเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสมการเชื่อม MIG เหมาะสำหรับการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม อะลูมิเนียม แมกนีเซียม ทองแดง ไททาเนียม เซอร์โคเนียม และโลหะผสมนิกเกิลการเชื่อมจุดอาร์คสามารถทำได้โดยใช้วิธีนี้
(5) การเชื่อมอาร์คฟลักซ์คอร์ถือได้ว่าเป็นการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยแก๊สประเภทหนึ่งลวดเชื่อมที่ใช้เป็นฟลักซ์คอร์ และแกนของลวดเชื่อมจะเต็มไปด้วยแป้งของส่วนประกอบต่างๆก๊าซป้องกันถูกเติมระหว่างการเชื่อม โดยส่วนใหญ่เป็นก๊าซ CO2 และผงจะถูกสลายตัวหรือหลอมละลายด้วยความร้อน ซึ่งมีบทบาทในการสร้างก๊าซและการสร้างตะกรันเพื่อปกป้องบ่อหลอมเหลว แทรกซึมเข้าไปในโลหะผสม และทำให้ส่วนโค้งมีความเสถียรเมื่อการเชื่อมอาร์กแบบฟลักซ์คอร์ไม่ได้เพิ่มก๊าซป้องกันเพิ่มเติม จะเรียกว่าการเชื่อมอาร์กแบบฟลักซ์คอร์แบบป้องกันตัวเองใช้ก๊าซที่เกิดจากการสลายตัวของผงเป็นก๊าซป้องกันการเปลี่ยนแปลงของการยืดตัวแบบแห้งของลวดเชื่อมในวิธีการเชื่อมนี้จะไม่ส่งผลต่อผลการป้องกัน และช่วงการเปลี่ยนแปลงอาจมีขนาดใหญ่การเชื่อมอาร์กด้วยฟลักซ์คอร์มีข้อดีดังต่อไปนี้: ประสิทธิภาพของกระบวนการเชื่อมที่ดี รูปทรงของรอยเชื่อมที่สวยงามความเร็วในการสะสมที่รวดเร็ว ผลผลิตสูง การเชื่อมอัตโนมัติและกึ่งอัตโนมัติอย่างต่อเนื่องปรับระบบโลหะผสมได้ง่ายซึ่งสามารถผ่านเปลือกโลหะและแกนฟลักซ์ วิธีการปรับองค์ประกอบทางเคมีของโลหะที่สะสมการใช้พลังงานต่ำต้นทุนโดยรวมต่ำข้อเสียคืออุปกรณ์การผลิตที่ซับซ้อน ข้อกำหนดทางเทคนิคสูงสำหรับกระบวนการผลิต ข้อกำหนดในการเก็บรักษาสูงสำหรับลวดเชื่อมฟลักซ์คอร์ และลวดเชื่อมที่เปียกชื้นได้ง่ายการเชื่อมอาร์กด้วยฟลักซ์คอร์สามารถใช้ได้กับการเชื่อมโลหะเหล็กส่วนใหญ่ที่มีความหนาและรอยต่อต่างๆ
(6) การเชื่อมด้านล่างเป็นวิธีกระบวนการที่นำเข้ามาจากต่างประเทศซึ่งเหมาะสำหรับการเชื่อมท่อเส้นรอบวงหมายถึงวิธีกระบวนการที่ส่วนโค้งถูกตีที่ด้านบนของรอยเชื่อมท่อและเชื่อมลงการเชื่อมแบบลงมีข้อดีคือประสิทธิภาพการผลิตสูงและคุณภาพการเชื่อมที่ดี