♦ 6 คำถามที่พบบ่อย ในการเชื่อมด้วยกระบวนการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์

กระบวนการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์ (Flux Cored Arc Welding) เป็นกระบวนการเชื่อมหนึ่งสำหรับอุตสาหกรรมหนัก งานโครงสร้างเหล็ก โครงสร้างสะพาน และงานซ่อมบำรุงอุปกรณ์เครื่องจักร ที่มั่นใจได้ในคุณภาพการเชื่อม การเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์ เป็นกระบวนการเชื่อมที่อาจจะเรียก ได้ว่าเป็นกระบวนการเชื่อมหนึ่งที่เป็นมาตรฐานและมั่นใจได้สำหรับอุตสาหกรรมในปัจจุบัน เนื่องจากกระบวนการเชื่อมนี้สามารถให้อัตราการเติมเนื้อเชื่อมสูง และได้คุณภาพแนวเชื่อมที่ดี กระบวนการเชื่อมแบบนี้ยังให้สมบัติทางกลและสมบัติทางเคมีของแนวเชื่อมที่ดีมาก อีกทั้งลวดบางชนิดยังสามารถทนต่ออุณหภูมิต่ำ และยังเป็นกระบวนการเชื่อมหนึ่งซึ่งเหมาะสมที่สุดสำหรับงานต่อเรือลำเลียงหรือเรือบรรทุกสินค้า
อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งที่ช่างเชื่อมหรือผู้เกี่ยวข้องอาจจะพบปัญหาในทางปฏิบัติ เนื่องจากการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์นี้ ก็มีปัญหาเหมือนกับกระบวนการ เชื่อมแบบอื่นๆ เช่นเดียวกัน ตั้งแต่การเลือกเครื่องเชื่อมที่เหมาะสม การเลือกใช้ปืนเชื่อมที่เหมาะกับลวดเชื่อมที่ใช้ เป็นต้น สิ่งต่างๆ เหล่านี้ล้วนแล้วแต่มีผลต่อคุณภาพของแนวเชื่อมทั้งสิ้น และนอกจากนั้นยังต้องเรียนรู้ถึงสาเหตุและการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น หากช่างเชื่อมหรือผู้เกี่ยวข้องมีการเรียนรู้วิธีการวิเคราะห์และแก้ปัญหา ได้อย่างถูกต้องและรวดเร็ว จะช่วยให้เพิ่มประสิทธิภาพการปฏิบัติงานเชื่อม ประหยัดเวลา ค่าใช้จ่ายและอุปสรรคต่างๆ และนี่คือ 6 คำถามที่พบบ่อยรวมถึงการแก้ปัญหาเหล่านั้น
1. สแลกฝังใน (Slag Inclusions) คืออะไร และจะป้องกันอย่างไร
สแลกฝังใน เป็นปัญหาพื้นฐานชนิดหนึ่งสำหรับกระบวนการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์ มักจะพบบ่อยในการเชื่อมที่ไม่ใช่ท่าราบ ปัญหานี้เกิดจากฟลักซ์ที่อยู่ในแกนลวดหลอมเหลวและถูกฝังกลบอยู่ในแนวเชื่อม โดยปัญหาสแลกฝังในจะมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นได้บ่อยในกรณีการเชื่อมซ้อนทับหลายชั้น ปัญหาสแลกฝังในสามารถป้องกันได้ด้วยวิธีการต่างๆ วิธีพื้นฐานง่ายที่สุดคือใช้มุมเชื่อมและความเร็วในการเชื่อมที่ถูกต้อง สำหรับการเชื่อมท่าราบหรือท่าขนานนอน การป้องกันปัญหาสแลกฝังในนั้นทำได้โดยการรักษามุมปืนเชื่อมประมาณ 15 – 45 องศา ส่วนการเชื่อมแบบตั้งขึ้นให้ใช้มุมปืนเชื่อมประมาณ 5 – 15 องศา หรือมากกว่าหากปัญหายังคงเกิดอยู่ประการที่สอง การที่ลวดเชื่อมจะหลอมละลายลงในแนวเชื่อมได้ดีจะต้องใช้ค่าปริมาณความร้อนที่เหมาะสม และเนื่องจากลวดเชื่อมแต่ละชนิดหรือยี่ห้อจะใช้ค่าปริมาณความร้อนที่หลอมละลายลวดเชื่อมไม่เท่ากัน ดังนั้นให้พยายามใช้แรงดันเชื่อมตามที่โรงงานผู้ผลิตแนะนำสำหรับลวดเชื่อมแต่ละชนิดหรือยี่ห้อที่ใช้ การใช้ปริมาณความร้อนที่ต่ำเกินไปจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดสแลกฝังใน นอกจากนั้น การแก้ปัญหาสแลกฝังใน ยังสามารถป้องกันได้โดยการทำความสะอาด และกำจัดสแลกตกค้างบนแนวเชื่อมก่อนการเชื่อมแนวเชื่อมชั้นต่อไปซึ่งอาจทำได้โดยการใช้หินเจียรหรือแปรงลวดส่วนการป้องกันปัญหาสแลกฝังใน สำหรับการเชื่อมแนวแรก (แนว Root) ทำได้โดยเตรียมรอยต่อให้มีระยะกว้างเพียงพอต่อการเชื่อมเพื่อเปิดโอกาสให้แสลกหลอมเหลวได้มีพื้นที่พอที่จะลอยตัวสู่ด้านบนก่อนที่จะแข็งตัว
2. จะป้องกันการหลอมตัวกลับ (burnback) ของลวดเชื่อมได้อย่างไร
การเกิดการหลอมตัวกลับของลวดเชื่อมตอนหยุดเชื่อม (Burnback) จะทำให้ลวดเชื่อมละลายอุดตันบริเวณคอนแทคทิพ และต้องเสียเวลาในการนำลวดออก (รูปที่ 1), หากโชคร้ายกว่านั้นการหลอมตัวกลับของลวดเชื่อมอาจทำให้คอนแทคทิพนั้นเสียหายและต้องเปลี่ยนใหม่ อีกทั้งอาจทำให้เกิดปัญหาลวดเชื่อมพันกันบริเวณล้อขับลวดตามมา ปัญหานี้นับเป็นปัญหาที่พบบ่อยมากและเป็นปัญหาที่ทำให้เกิดการเสียเวลาในการทำงานมากที่สุดในกระบวนการเชื่อมแบบฟลักซ์คอร์ไวร์ ปัญหา Burnback สามารถป้องกันได้ด้วยการรักษาระยะระหว่างคอนแทคทิพกับชิ้นงานและปรับอัตราการป้อนลวดเชื่อมให้ถูกต้องเหมาะสม ซึ่งสาเหตุสองประการหลักๆ ของการเกิด burnback คือการใช้ระยะห่างระหว่างคอนแทคทิพกับชิ้นงานใกล้เกินไปและใช้ความเร็วในการป้อนลวดต่ำเกินไปนั่นเอง
เราสามารถป้องกันปัญหานี้ได้โดยการรักษาระยะห่างระหว่างคอนแทคทิพกับชิ้นงานประมาณ 1-1/4 นิ้ว และใช้ความเร็วในการป้อนลวดเชื่อมให้ถูกต้องตามลักษณะงาน หากไม่แน่ใจให้ศึกษาจากคู่มือการใช้ชุดป้อนลวดของเครื่องเชื่อมที่ท่านใช้
3. การหลอมละลายหรือการหลอมลึกไม่สมบูรณ์ เกิดจากอะไร
การหลอมละลายหรือการหลอมลึกไม่สมบูรณ์ (Lack of fusion) ส่วนมากเกิดจากการที่ช่างเชื่อมใช้มุมลวดเชื่อมไม่เหมาะสม ถ้าช่างเชื่อมใช้การเชื่อมแบบส่ายลวดเชื่อม ในจุดที่ไม่สมควรจะทำให้น้ำลวดเชื่อมหลอมละลายรวมกับโลหะงานไม่สมบูรณ์ ซึ่งปัญหานี้สามารถเกิดขึ้นได้ในการเชื่อมแบบหลายชั้น และหากลวดเชื่อมไม่หลอมละลายรวมกับแนวเชื่อมชั้นก่อนหน้านี้อาจจะมีสาเหตุจากความสกปรกบนผิวหน้าของแนวเชื่อม
เพื่อป้องกันปัญหาการหลอมละลายไม่สมบูรณ์ ควรจะทำความสะอาดให้ดีพอก่อนที่จะเริ่มต้นการเชื่อมและระหว่างการเชื่อม ในการเชื่อมแบบหลายแนวเชื่อม ปรับมุมการเดินเชื่อมและเปิดร่องแนวเชื่อมให้กว้างพอที่จะให้ลวดเชื่อมเข้าได้ถึงร่องแนวเชื่อมได้มากที่สุด รักษามุมปืนเชื่อมระหว่าง 15 – 45 องศา รักษาระยะอาร์คและแช่ลวดเชื่อมที่ขอบแนวเชื่อมชั่วขณะหากทำการเชื่อมแบบส่ายลวด หากปัญหายังคงเกิดขึ้น อาจจะเพิ่มแรงดันเชื่อมหรือปรับความเร็วลวดเชื่อมและความเร็วในการเดินเชื่อม จนกระทั่งเห็นการหลอมละลายอย่างสมบูรณ์
4. อะไรคือปัญหาของการเกิดลวดพันกันที่ล้อขับลวดเชื่อม (Bird nesting)
ปัญหาลวดเชื่อมพันกันบริเวณล้อขับลวดเชื่อม เกิดขึ้นจากการที่ลวดเชื่อมไม่สามารถถูกขับผ่านสายเชื่อมไปยังปืนเชื่อมได้อย่างสะดวก ซึ่งอาจเป็นปัญหาจากการใช้ล้อขับลวด หรือปรับแรงกดของล้อขับลวดที่ไม่ถูกต้อง เพื่อป้องกันปัญหาเช่นนี้ ให้เลือกใช้ล้อขับลวดที่เป็นตัว V แบบมีร่องหยักหรือแบบตัวยู เพื่อป้องกันมิให้ลวดเชื่อมถูกล้อขับลวดกดทับจนเสียรูป ซึ่งทำให้ลวดเชื่อมจะไม่สามารถถูกขับออกไปตามสายได้โดยสะดวก
สายไลน์เนอร์ (Liner) ที่อยู่ในสายเชื่อม ก็เป็นสาเหตุหนึ่งของการเกิดปัญหาลวดเชื่อมพันกัน ที่พบบ่อยมักเกิดจากการตัดสายไลน์เนอร์ด้วยอุปกรณ์ตัดที่ไม่เหมาะสม ทำให้สายไลน์เนอร์ที่โดนตัดแบนเสียรูปแล้วนำไปใส่ในสายปืนเชื่อม หรือการตัดสายไลน์เนอร์สั้นเกินไป จนทำให้เกิดระยะห่างระหว่างปลายสายไลน์เนอร์กับคอปืนเชื่อม หรือการใช้ขนาดของสายไลน์เนอร์ที่ไม่เหมาะสมกับลวดเชื่อมที่ใช้ หรือการใช้สายเชื่อมนานมากและขาดการดูแลจนกระทั่งสายไลน์เนอร์ชำรุดหรืออุดตันด้วยผงหรือฝุ่น
5. ทำอย่างไร ถึงจะเชื่อมงานให้มีการหลอมลึกได้ดี
การเชื่อมให้เกิดการหลอมลึกที่ดีนั้นจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับงานที่ต้องการความสมบูรณ์และมีคุณภาพแนวเชื่อมสูง โดยจุดมุ่งหมายคือการได้แนวหลอมลึกด้านหลังแนวเชื่อมที่ไม่มากหรือน้อยจนเกินไป การป้องกันมิให้แนวหลอมลึกหลังแนวเชื่อมมากเกินไป จะต้องรักษาปริมาณความร้อนที่เข้าสู่แนวเชื่อมขณะที่ทำการเชื่อม ซึ่งทำได้โดยการลดค่าแรงดันการเชื่อม (Arc voltage)ร่วมกับการลดอัตราการไหลของลวดเชื่อม (Wire feed speed) และเพิ่มอัตราเร็วในการเดินแนวเชื่อม
ในทางกลับกัน หากพบว่าแนวเชื่อมนั้น มีแนวหลอมลึกด้านหลังแนวเชื่อมน้อยจนเกินไป (เรียกว่าการหลอมลึกไม่สมบูรณ์ ; Lack of fusion ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่การละลายของลวดเชื่อมบนโลหะเชื่อมตื้นเกินไป สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มค่าแรงดันการเชื่อม (Arc voltage) และอัตราการไหลของลวดเชื่อม (Wire feed speed) แต่ต้องลดอัตราเร็วในการเดินแนวเชื่อมลงนอกจากนั้น ตามที่กล่าวมาแล้ว เพื่อป้องกันปัญหาการหลอมละลายไม่สมบูรณ์ ควรจะทำความสะอาดให้ดีพอก่อนที่จะเริ่มต้นการเชื่อมและระหว่างการเชื่อม ในการเชื่อมแบบหลายแนวเชื่อม ปรับมุมการเดินเชื่อมและเปิดร่องแนวเชื่อมให้กว้างพอที่จะให้ลวดเชื่อมเข้าได้ถึงร่องแนวเชื่อมได้มากที่สุด รักษาระยะอาร์คและระยะยื่นของลวดเชื่อม เพื่อคงความเสถียรของอาร์คและเตรียมรอยต่ออย่าให้มีความหนามากเกินไป
6. จะป้องกันการเกิดตามดหรือรูพรุนในแนวเชื่อมได้อย่างไร
ปัญหาตามดหรือรูพรุนในแนวเชื่อม เกิดจากแก๊สที่อยู่ในน้ำโลหะพยายามที่จะลอยขึ้นสู่ด้านบน และถูกกักอยู่บนผิวหรือใต้แนวเชื่อมในขณะที่แนวเชื่อมแข็งตัวลง ปัญหาเช่นนี้แก้ไขได้โดยทำความสะอาดแนวเชื่อมให้ดีก่อนทำการเชื่อม ต้องมั่นใจว่าทำความสะอาดสนิม ฝุ่น คราบน้ำมันหรือจารบี สีเคลือบ และสิ่งสกปรกต่างๆ ออกให้หมด ตลอดแนวที่ต้องการทำการเชื่อม ในขณะทำการเชื่อม พยายามรักษาระยะยื่นของลวดเชื่อมอย่าให้เกินกว่า 1-1/4 นิ้ว จากปลายคอนแทคทิพ