วิธีกระบวนการเชื่อมแผ่นสแตนเลสด้วยการเชื่อมด้วยอาร์กอนทังสเตนแบบแมนนวล

การเชื่อม TIG เป็นวิธีการเชื่อมที่สำคัญมากในการผลิตทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ บทความนี้วิเคราะห์ความเค้นของแอ่งเชื่อมของแผ่นสแตนเลสและการเสียรูปของแผ่นจากการเชื่อม และแนะนำกระบวนการเชื่อม TIG ด้วยมือของแผ่นสแตนเลส สิ่งสำคัญและการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของการผลิตที่ทันสมัย ​​แผ่นสแตนเลสจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกันประเทศ การบิน อุตสาหกรรมเคมี อิเล็กทรอนิกส์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ และแผ่นสแตนเลสที่มีความหนา 1-3 มม. จะถูกเชื่อมมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องเชี่ยวชาญกระบวนการเชื่อมแผ่นสแตนเลส

การเชื่อม TIG (TIG) ใช้อาร์กแบบพัลส์ซึ่งมีลักษณะของการป้อนความร้อนต่ำ ความเข้มข้นของความร้อน โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อย การเสียรูปจากการเชื่อมน้อย การป้อนความร้อนสม่ำเสมอ และการควบคุมพลังงานของเส้นได้ดีขึ้น ผลการระบายความร้อนสามารถลดอุณหภูมิพื้นผิวของแอ่งหลอมเหลวและเพิ่มแรงตึงผิวของแอ่งหลอมเหลว TIG ใช้งานง่าย สังเกตสถานะของแอ่งหลอมเหลวได้ง่าย รอยเชื่อมมีความหนาแน่น คุณสมบัติเชิงกลดี และพื้นผิวสวยงาม ปัจจุบัน TIG ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเชื่อมแผ่นสแตนเลส

1. ข้อมูลพื้นฐานทางเทคนิคของการเชื่อมด้วยอาร์กทังสเตนอาร์กอน

1.1 การเลือกเครื่องเชื่อม TIG และขั้วแหล่งจ่ายไฟ

TIG สามารถแบ่งได้เป็นพัลส์ DC และ AC พัลส์ DC TIG ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเชื่อมเหล็ก เหล็กอ่อน เหล็กทนความร้อน ฯลฯ และพัลส์ AC TIG ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเชื่อมโลหะเบา เช่น อลูมิเนียม แมกนีเซียม ทองแดง และโลหะผสมของโลหะเหล่านี้ พัลส์ AC และ DC ใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีลักษณะการตกที่ชัน และแผ่นสแตนเลสสำหรับเชื่อม TIG มักใช้การเชื่อมต่อแบบ DC บวก

1.2 สิ่งสำคัญทางเทคนิคของการเชื่อมด้วยอาร์กอนทังสเตนแบบแมนนวล

1.2.1 การจุดระเบิดด้วยอาร์ค

การจุดประกายไฟฟ้ามีอยู่ 2 ประเภท ได้แก่ การจุดประกายไฟฟ้าแบบไม่สัมผัสและการจุดประกายไฟฟ้าแบบลัดวงจรแบบสัมผัส อิเล็กโทรดแบบแรกไม่ได้สัมผัสกับชิ้นงานและเหมาะสำหรับการเชื่อมแบบ DC และ AC ในขณะที่แบบหลังเหมาะสำหรับการเชื่อมแบบ DC เท่านั้น หากใช้วิธีลัดวงจรในการเริ่มการจุดประกายไฟฟ้า ไม่ควรเริ่มการจุดประกายไฟฟ้าโดยตรงบนชิ้นงานที่เชื่อม เนื่องจากทังสเตนอาจติดหรือติดชิ้นงานได้ง่าย จึงไม่สามารถคงความเสถียรของการจุดประกายไฟฟ้าได้ทันที และอาจทำให้โลหะฐานเสียหายได้ง่าย ดังนั้น ควรใช้แผ่นจุดประกายไฟฟ้า วางแผ่นทองแดงแดงไว้ข้างๆ จุดจุดประกายไฟฟ้า เริ่มการจุดประกายไฟฟ้าบนแผ่นนั้นก่อน รอให้ปลายทังสเตนร้อนถึงอุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นจึงย้ายไปที่ชิ้นส่วนที่จะเชื่อม ภายใต้การกระทำของกระแสพัลส์ ก๊าซอาร์กอนจะแตกตัวเป็นไอออนและเกิดการจุดประกายไฟฟ้า

1.2.2 การเชื่อมแบบแท็ค

ในการเชื่อมแบบจุด ลวดเชื่อมควรจะบางกว่าลวดเชื่อมที่ใช้กันทั่วไป เนื่องจากอุณหภูมิต่ำ การระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว และระยะเวลาการอาร์กที่ยาวนานในระหว่างการเชื่อมจุด จึงทำให้ไหม้ได้ง่าย เมื่อทำการเชื่อมจุด ควรวางลวดเชื่อมในตำแหน่งการเชื่อมจุด และอาร์กจะต้องเสถียร จากนั้นย้ายลวดเชื่อมไปที่ลวดเชื่อม และหยุดอาร์กอย่างรวดเร็วหลังจากที่ลวดเชื่อมหลอมละลายและหลอมรวมกับโลหะฐานทั้งสองด้าน

1.2.3 การเชื่อมแบบปกติ

เมื่อใช้ TIG ทั่วไปในการเชื่อมแผ่นสแตนเลส กระแสไฟจะมีค่าเล็กน้อย แต่เมื่อกระแสไฟต่ำกว่า 20A อาจเกิดการดริฟท์ของอาร์กได้ และอุณหภูมิของจุดแคโทดจะสูงมาก ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนและการเผาไหม้ในพื้นที่เชื่อม และสภาพการปล่อยอิเล็กตรอนจะเสื่อมสภาพ ส่งผลให้จุดแคโทดเต้นตลอดเวลา ทำให้ยากต่อการรักษาการเชื่อมที่เหมาะสม เมื่อใช้ TIG แบบพัลส์ กระแสไฟสูงสุดสามารถทำให้อาร์กเสถียร มีทิศทางที่ดี และโลหะฐานสามารถหลอมละลายและขึ้นรูปได้ง่าย และวงจรจะสลับกัน ทำให้มั่นใจได้ว่ากระบวนการเชื่อมจะดำเนินไปอย่างราบรื่น และสามารถให้ประสิทธิภาพที่ดี รูปลักษณ์ที่สวยงาม และการก่อตัวของแอ่งหลอมเหลวที่ทับซ้อนกันได้ รอยเชื่อม

2. การวิเคราะห์ความสามารถในการเชื่อมของแผ่นสแตนเลส

คุณสมบัติทางกายภาพและรูปร่างของแผ่นสแตนเลสส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการเชื่อม แผ่นสแตนเลสมีค่าการนำความร้อนต่ำและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นสูง เมื่ออุณหภูมิในการเชื่อมเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นจะมีขนาดใหญ่ และเกิดการเผาไหม้ การตัดเฉือน และการเสียรูปของคลื่นได้ง่าย การเชื่อมแผ่นสแตนเลสส่วนใหญ่จะเป็นการเชื่อมแบบชนแบน แอ่งหลอมเหลวได้รับผลกระทบส่วนใหญ่จากแรงอาร์ก แรงโน้มถ่วงของโลหะในแอ่งหลอมเหลว และแรงตึงผิวของโลหะในแอ่งหลอมเหลว เมื่อปริมาตร มวล และความกว้างของโลหะในแอ่งหลอมเหลวคงที่ ความลึกของแอ่งหลอมเหลวจะขึ้นอยู่กับอาร์ก ขนาด การเจาะทะลุ และแรงอาร์กจะสัมพันธ์กับกระแสการเชื่อมตามลำดับ และความกว้างของการเจาะทะลุจะถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าของอาร์ก

ยิ่งปริมาตรของแอ่งหลอมเหลวมากเท่าไร แรงตึงผิวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เมื่อแรงตึงผิวไม่สามารถสมดุลระหว่างแรงอาร์กและแรงโน้มถ่วงของโลหะในแอ่งหลอมเหลวได้ จะทำให้แอ่งหลอมเหลวไหม้ทะลุ และจะถูกทำให้ร้อนและเย็นลงในบริเวณนั้นระหว่างกระบวนการเชื่อม ความเค้นและความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอ เมื่อความเค้นที่เกิดจากการเชื่อมสั้นลงตามยาวที่ขอบแผ่นบางเกินค่าที่กำหนด จะเกิดการเสียรูปคลื่นอย่างรุนแรง ส่งผลกระทบต่อคุณภาพรูปร่างของชิ้นงาน ภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการและวิธีเชื่อมแบบเดียวกัน อิเล็กโทรดทังสเตนที่มีรูปร่างต่างกันจะถูกใช้เพื่อลดปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าสู่รอยเชื่อม ซึ่งสามารถแก้ปัญหาการไหม้ทะลุของรอยเชื่อมและการเสียรูปของชิ้นงานได้

3. การประยุกต์ใช้การเชื่อมด้วยอาร์กทังสเตนแบบแมนนวลในการเชื่อมแผ่นสแตนเลส

3.1 หลักการเชื่อม

การเชื่อม TIG เป็นการเชื่อมแบบเปิดด้วยอาร์กที่มีความเสถียรและให้ความร้อนค่อนข้างเข้มข้น ภายใต้การปกป้องของก๊าซเฉื่อย (อาร์กอน) แหล่งเชื่อมจะบริสุทธิ์และคุณภาพการเชื่อมจะดี อย่างไรก็ตาม เมื่อเชื่อมสแตนเลส โดยเฉพาะสแตนเลสออสเทนนิติก ด้านหลังของรอยเชื่อมจะต้องได้รับการปกป้องด้วย มิฉะนั้น จะเกิดออกซิเดชันอย่างรุนแรง ซึ่งจะส่งผลต่อการสร้างรอยเชื่อมและประสิทธิภาพการเชื่อม

3.2 ลักษณะการเชื่อม

การเชื่อมแผ่นสแตนเลสมีลักษณะดังต่อไปนี้:

1) แผ่นสแตนเลสมีการนำความร้อนไม่ดี จึงอาจเกิดการไหม้ทะลุได้โดยตรง

2) ไม่จำเป็นต้องใช้ลวดเชื่อมในระหว่างการเชื่อม และโลหะฐานจะถูกหลอมรวมโดยตรง

ดังนั้น คุณภาพของการเชื่อมแผ่นสแตนเลสจึงมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับปัจจัยต่างๆ เช่น ผู้ปฏิบัติงาน อุปกรณ์ วัสดุ วิธีการก่อสร้าง สภาพแวดล้อมภายนอก และการทดสอบระหว่างการเชื่อม

ในกระบวนการเชื่อมแผ่นสแตนเลส ไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุสิ้นเปลืองในการเชื่อม แต่ต้องใช้วัสดุดังต่อไปนี้ค่อนข้างสูง: ประการแรกคือความบริสุทธิ์ของก๊าซอาร์กอน อัตราการไหล และเวลาที่อาร์กอนผ่าน และประการที่สองคืออิเล็กโทรดทังสเตน

1) อาร์กอน

อาร์กอนเป็นก๊าซเฉื่อยและไม่ง่ายที่จะทำปฏิกิริยากับวัสดุโลหะและก๊าซอื่นๆ เนื่องจากผลการระบายความร้อนของการไหลของอากาศ โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของรอยเชื่อมจึงมีขนาดเล็ก และการเสียรูปของรอยเชื่อมก็มีขนาดเล็ก ถือเป็นก๊าซป้องกันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเชื่อมอาร์กทังสเตนด้วยอาร์กอน อาร์กอนที่มีความบริสุทธิ์ต้องมากกว่า 99.99% อาร์กอนส่วนใหญ่ใช้เพื่อปกป้องแอ่งหลอมเหลวอย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันไม่ให้อากาศกัดกร่อนแอ่งหลอมเหลวและทำให้เกิดออกซิเดชันในระหว่างกระบวนการเชื่อม และในขณะเดียวกันก็แยกพื้นที่เชื่อมออกจากอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงปกป้องพื้นที่เชื่อมและปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อม

2) อิเล็กโทรดทังสเตน

พื้นผิวของอิเล็กโทรดทังสเตนควรเรียบ ปลายต้องคม และความกลมศูนย์กลางต้องดี ด้วยวิธีนี้ การจุดระเบิดด้วยอาร์กความถี่สูงจึงดี ความเสถียรของอาร์กดี ความลึกของการเจาะลึก สามารถรักษาแอ่งหลอมเหลวให้เสถียรได้ ตะเข็บเชื่อมมีรูปร่างดี และคุณภาพการเชื่อมดี หากพื้นผิวของอิเล็กโทรดทังสเตนถูกเผาไหม้หรือมีข้อบกพร่อง เช่น สารมลพิษ รอยแตกร้าว และรูหดตัวบนพื้นผิว การเริ่มอาร์กความถี่สูงในระหว่างการเชื่อมจะเป็นเรื่องยาก อาร์กจะไม่เสถียร อาร์กจะดริฟท์ แอ่งหลอมเหลวจะกระจัดกระจาย พื้นผิวจะขยาย ความลึกของการเจาะจะตื้น และตะเข็บเชื่อมจะตื้น การขึ้นรูปไม่ดีและคุณภาพการเชื่อมไม่ดี