การเชื่อมท่อและท่อสแตนเลส มักต้องใช้การไล่ก๊าซอาร์กอนออกทางด้านหลัง เมื่อใช้กระบวนการแบบดั้งเดิม เช่น การเชื่อมด้วยแก๊สทังสเตนอาร์ค (GTAW) และการเชื่อมด้วยโลหะหุ้มอาร์ค (SMAW) แต่ต้นทุนของก๊าซและเวลาในการเตรียมการไล่ก๊าซอาจมีความสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของท่อเพิ่มขึ้น
เมื่อทำการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 300 ผู้รับเหมาสามารถกำจัดปัญหาการย้อนกลับของเปลวไฟในการเชื่อมแบบเปิดได้โดยการเปลี่ยนจากกระบวนการเชื่อม GTAW หรือ SMAW แบบดั้งเดิมไปเป็นกระบวนการเชื่อมที่ได้รับการปรับปรุง ในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพการเชื่อมสูง รักษาความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ และเป็นไปตามข้อกำหนดขั้นตอนการเชื่อม (WPS) ที่กำหนดให้ใช้กระบวนการเชื่อมโลหะด้วยแก๊สแบบลัดวงจร (GMAW) กระบวนการเชื่อม GMAW แบบลัดวงจรที่ได้รับการปรับปรุงยังนำมาซึ่งประโยชน์เพิ่มเติมในด้านผลิตภาพ ประสิทธิภาพ และความสะดวกในการใช้งาน ช่วยเพิ่มผลกำไรได้อีกด้วย
เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นที่นิยมเนื่องจากทนต่อการกัดกร่อนและมีความแข็งแรง จึงถูกนำไปใช้ในงานท่อและท่อส่งหลายประเภท รวมถึงอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ปิโตรเคมี และเชื้อเพลิงชีวภาพ แม้ว่าการเชื่อมแบบ GTAW จะถูกนำมาใช้ในงานเหล็กกล้าไร้สนิมหลายประเภทมาอย่างยาวนาน แต่ก็มีข้อเสียบางประการที่สามารถแก้ไขได้ด้วยการเชื่อมแบบ GMAW ที่มีการลัดวงจรที่ดีขึ้น
ประการแรก เนื่องจากปัญหาการขาดแคลนช่างเชื่อมฝีมือดียังคงดำเนินต่อไป การหาคนงานที่คุ้นเคยกับกระบวนการเชื่อม GTAW จึงเป็นความท้าทายอย่างต่อเนื่อง ประการที่สอง กระบวนการเชื่อม GTAW ไม่ใช่กระบวนการเชื่อมที่เร็วที่สุด ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อบริษัทที่ต้องการเพิ่มผลผลิตเพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้า ประการที่สาม กระบวนการนี้ต้องใช้การล้างย้อนกลับที่ใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับท่อเหล็กสแตนเลส
การเป่ากลับ (Blowback) คืออะไร? การเป่ากลับคือการเติมก๊าซเข้าไปในระหว่างกระบวนการเชื่อมเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนและช่วยเสริมความแข็งแรง การเป่ากลับด้านหลังจะช่วยป้องกันด้านหลังของรอยเชื่อมไม่ให้เกิดออกไซด์หนาแน่นในสภาวะที่มีออกซิเจน
หากไม่ปกป้องด้านหลังของวัสดุระหว่างการเชื่อมคลองรากฟันแบบเปิด อาจทำให้วัสดุเสียหายได้ การสลายตัวนี้เรียกว่าการเกิดน้ำตาล (saccharification) ซึ่งตั้งชื่อตามลักษณะพื้นผิวที่ดูเหมือนน้ำตาลภายในรอยเชื่อม เพื่อป้องกันการเละเทะ ช่างเชื่อมจะสอดท่อแก๊สเข้าไปในปลายท่อด้านหนึ่งและอุดปลายท่อด้วยแผ่นกั้นแก๊ส นอกจากนี้ยังสร้างช่องระบายอากาศที่ปลายท่ออีกด้านหนึ่ง และมักจะพันเทปไว้รอบๆ รอยต่อ หลังจากทำความสะอาดท่อแล้ว จะลอกเทปบางส่วนออกจากรอยต่อและเริ่มเชื่อม โดยทำซ้ำขั้นตอนการลอกเทปและการเชื่อมจนกว่าการเชื่อมคลองรากฟันจะเสร็จสมบูรณ์
ขจัดปัญหาการย้อนกลับของกระแสไฟ การเชื่อมซ้ำอาจเสียเวลาและเงินจำนวนมาก ในบางกรณีอาจทำให้โครงการมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นหลายพันดอลลาร์ การเปลี่ยนไปใช้กระบวนการเชื่อม GMAW แบบลัดวงจรที่ได้รับการปรับปรุงแล้ว ทำให้บริษัทสามารถเชื่อมชั้นแรกได้โดยไม่ต้องใช้กระแสไฟย้อนกลับในงานเชื่อมสแตนเลสหลายประเภท งานเชื่อมสแตนเลสซีรีส์ 300 เหมาะสมกับกระบวนการนี้ ในขณะที่งานเชื่อมสแตนเลสดูเพล็กซ์ความบริสุทธิ์สูงในปัจจุบันยังคงต้องใช้ GTAW สำหรับการเชื่อมชั้นแรก
การรักษาปริมาณความร้อนให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จะช่วยรักษาความต้านทานการกัดกร่อนของชิ้นงาน การลดจำนวนครั้งในการเชื่อมเป็นวิธีหนึ่งในการลดปริมาณความร้อน กระบวนการเชื่อม GMAW แบบลัดวงจรที่ได้รับการปรับปรุง เช่น Regulated Metal Deposition (RMD®) ใช้การถ่ายโอนโลหะที่ควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้เกิดการวางหยดโลหะที่สม่ำเสมอ ทำให้ช่างเชื่อมควบคุมบ่อหลอมได้ง่ายขึ้น ซึ่งส่งผลให้ควบคุมปริมาณความร้อนและความเร็วในการเชื่อมได้ ปริมาณความร้อนที่ต่ำลงทำให้บ่อหลอมแข็งตัวได้เร็วขึ้น
ด้วยการควบคุมการถ่ายโอนโลหะและการแข็งตัวของบ่อหลอมโลหะที่รวดเร็วยิ่งขึ้น บ่อหลอมโลหะจึงมีความปั่นป่วนน้อยลง และก๊าซปกคลุมจะออกจากปืนเชื่อม GMAW ได้อย่างค่อนข้างราบรื่น ทำให้ก๊าซปกคลุมสามารถผ่านเข้าไปในรอยเชื่อมที่เปิดอยู่ แทนที่บรรยากาศโดยรอบ และป้องกันการเกิดน้ำตาลหรือออกซิเดชันที่ด้านหลังของรอยเชื่อม การปกคลุมด้วยก๊าซนี้ใช้เวลาเพียงไม่นาน เนื่องจากบ่อหลอมโลหะจะแข็งตัวอย่างรวดเร็ว
ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่ากระบวนการเชื่อม GMAW แบบลัดวงจรที่ได้รับการปรับปรุงนั้นตรงตามมาตรฐานคุณภาพการเชื่อม ในขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมได้เช่นเดียวกับการเชื่อมรอยเชื่อมฐานด้วยกระบวนการ GTAW
การเปลี่ยนแปลงกระบวนการเชื่อมจำเป็นต้องให้บริษัททำการรับรอง WPS ใหม่ แต่การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายได้อย่างมหาศาลสำหรับการผลิตใหม่และงานซ่อมแซม
การเชื่อมคลองรากฟันแบบเปิดโดยใช้กระบวนการเชื่อม GMAW แบบลัดวงจรที่ได้รับการปรับปรุงแล้ว มีข้อดีเพิ่มเติมในด้านผลผลิต ประสิทธิภาพ และการฝึกอบรมช่างเชื่อม ซึ่งรวมถึง:
ช่วยขจัดโอกาสเกิดช่องร้อนอันเนื่องมาจากการสามารถเติมโลหะเพิ่มเพื่อเพิ่มความหนาของช่องรากได้
ทนต่อการเยื้องศูนย์สูงและต่ำระหว่างท่อได้ดีเยี่ยม เนื่องจากการถ่ายโอนโลหะที่ราบรื่น กระบวนการนี้จึงสามารถเชื่อมช่องว่างได้ถึง 3/16 นิ้วได้อย่างง่ายดาย
ความยาวของส่วนโค้งจะคงที่โดยไม่ขึ้นอยู่กับการยืดของอิเล็กโทรด ซึ่งช่วยชดเชยสำหรับผู้ปฏิบัติงานที่ประสบปัญหาในการรักษาการยืดให้คงที่ การควบคุมบ่อหลอมโลหะได้ง่ายขึ้นและการถ่ายโอนโลหะที่สม่ำเสมอสามารถลดเวลาในการฝึกอบรมสำหรับช่างเชื่อมมือใหม่ได้
ลดเวลาหยุดทำงานสำหรับการเปลี่ยนกระบวนการ สามารถใช้ลวดเชื่อมและก๊าสปกคลุมชนิดเดียวกันสำหรับการเชื่อมชั้นแรก ชั้นเติม และชั้นปิด สามารถใช้กระบวนการเชื่อม GMAW แบบพัลส์ได้ หากชั้นเติมและชั้นปิดนั้นใช้ก๊าสปกคลุมอาร์กอนอย่างน้อย 80%
สำหรับโรงงานที่ต้องการกำจัดปัญหาการไหลย้อนกลับของโลหะในงานเชื่อมสแตนเลส สิ่งสำคัญคือต้องปฏิบัติตามเคล็ดลับสำคัญ 5 ข้อเพื่อความสำเร็จเมื่อเปลี่ยนไปใช้กระบวนการเชื่อม GMAW แบบลัดวงจรที่ปรับปรุงแล้ว
ทำความสะอาดทั้งด้านในและด้านนอกของท่อเพื่อขจัดสิ่งสกปรก ใช้แปรงลวดที่ออกแบบมาสำหรับสแตนเลสทำความสะอาดด้านหลังของข้อต่อ โดยเว้นระยะห่างจากขอบอย่างน้อย 1 นิ้ว
ใช้ลวดเชื่อมสแตนเลสที่มีปริมาณซิลิคอนสูง เช่น 316LSi หรือ 308LSi ปริมาณซิลิคอนที่สูงขึ้นจะช่วยให้การหลอมละลายของบ่อหลอมดีขึ้นและทำหน้าที่เป็นสารกำจัดออกซิเจน
เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด ควรใช้ส่วนผสมของก๊าซปกคลุมที่ได้รับการคิดค้นสูตรมาเป็นพิเศษสำหรับกระบวนการเชื่อม เช่น ฮีเลียม 90%, อาร์กอน 7.5% และคาร์บอนไดออกไซด์ 2.5% หรืออีกทางเลือกหนึ่งคือ อาร์กอน 98% และคาร์บอนไดออกไซด์ 2% ผู้จำหน่ายก๊าซเชื่อมอาจมีคำแนะนำอื่นๆ เพิ่มเติม
เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ควรใช้หัวฉีดแบบเรียวและหัวฉีดแบบมีร่องสำหรับจัดวางรากพืชเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ได้ดี หัวฉีดทรงกรวยที่มีตัวกระจายก๊าซในตัวจะให้การครอบคลุมที่ดีเยี่ยม
โปรดทราบว่าการใช้กระบวนการเชื่อม GMAW แบบลัดวงจรที่ดัดแปลงโดยไม่ใช้ก๊าซรองรับ จะทำให้เกิดคราบตะกรันเล็กน้อยที่ด้านหลังของรอยเชื่อม ซึ่งโดยทั่วไปจะหลุดลอกออกเมื่อรอยเชื่อมเย็นตัวลง และเป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม โรงไฟฟ้า และปิโตรเคมี
จิม ไบรน์ เป็นผู้จัดการฝ่ายขายและการใช้งานของบริษัท Miller Electric Mfg. LLC เลขที่ 1635 ถนนเวสต์ สเปนเซอร์ เมืองแอปเปิลตัน รัฐวิสคอนซิน 54912 โทรศัพท์ 920-734-9821 เว็บไซต์ www.millerwelds.com
นิตยสาร Tube & Pipe Journal เป็นนิตยสารฉบับแรกที่อุทิศให้กับการให้บริการอุตสาหกรรมท่อโลหะในปี 1990 ปัจจุบันยังคงเป็นสิ่งพิมพ์เดียวในอเมริกาเหนือที่มุ่งเน้นอุตสาหกรรมนี้ และกลายเป็นแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านท่อ
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The FABRICATOR ได้อย่างเต็มรูปแบบ เข้าถึงแหล่งข้อมูลอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
วารสาร The Tube & Pipe Journal ฉบับดิจิทัลสามารถเข้าถึงได้อย่างเต็มรูปแบบแล้ว ทำให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินไปกับการเข้าถึงฉบับดิจิทัลของวารสาร STAMPING Journal อย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารในอุตสาหกรรมสำหรับตลาดการปั๊มโลหะ
ขณะนี้สามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The Fabricator en Español ได้อย่างเต็มรูปแบบแล้ว เข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีค่าได้อย่างง่ายดาย