ฟังดูดีเกินจริงไปนิด แล้วปัญหาอยู่ตรงไหน? โดยปกติแล้วการเชื่อมเป็นสิ่งจำเป็นในการผลิตสิ่งของเกือบทุกอย่างจากสเตนเลสสตีลที่มีมากกว่า 150 ประเภท การเชื่อมสเตนเลสสตีลเป็นงานที่ซับซ้อน ปัญหาบางประการได้แก่ การมีโครเมียมออกไซด์ การควบคุมปริมาณความร้อนที่ป้อน กระบวนการเชื่อมที่ควรใช้ การจัดการโครเมียมเฮกซะวาเลนต์ และวิธีทำอย่างถูกต้อง
แม้ว่าจะมีความยากลำบากในการเชื่อมและการตกแต่งวัสดุนี้ แต่สแตนเลสยังคงเป็นที่นิยมและบางครั้งอาจเป็นทางเลือกเดียวสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ การรู้วิธีใช้สแตนเลสอย่างปลอดภัยและรู้ว่าควรใช้กระบวนการเชื่อมเมื่อใดจึงจะประสบความสำเร็จ ถือเป็นสิ่งสำคัญต่อการเชื่อมที่ประสบความสำเร็จ ซึ่งอาจเป็นกุญแจสำคัญสู่อาชีพที่ประสบความสำเร็จ
แล้วทำไมการเชื่อมสแตนเลสจึงเป็นงานที่ยากนัก คำตอบเริ่มจากวิธีการสร้างมันขึ้นมา เหล็กอ่อนหรือที่เรียกว่าเหล็กอ่อน ผสมกับโครเมียมอย่างน้อย 10.5% เพื่อผลิตสแตนเลส โครเมียมที่เพิ่มเข้าไปจะสร้างชั้นออกไซด์ของโครเมียมบนพื้นผิวของเหล็ก ซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนและสนิมได้เกือบทุกประเภท ผู้ผลิตจะเติมโครเมียมและธาตุอื่นๆ ในปริมาณที่แตกต่างกันลงในเหล็กเพื่อเปลี่ยนคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย จากนั้นจึงใช้ระบบสามหลักเพื่อแยกเกรด
เหล็กกล้าไร้สนิมที่นิยมใช้กันทั่วไปได้แก่ 304 และ 316 เหล็กกล้าไร้สนิม 304 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีราคาถูกที่สุด ซึ่งประกอบด้วยโครเมียม 18 เปอร์เซ็นต์และนิกเกิล 8 เปอร์เซ็นต์ และใช้ในทุกอย่างตั้งแต่การตกแต่งรถยนต์ไปจนถึงเครื่องใช้ในครัว เหล็กกล้าไร้สนิม 316 มีโครเมียมน้อยกว่า (16 เปอร์เซ็นต์) และนิกเกิลมากกว่า (10 เปอร์เซ็นต์) แต่ยังมีโมลิบดีนัม 2 เปอร์เซ็นต์อีกด้วย สารประกอบนี้ทำให้เหล็กกล้าไร้สนิม 316 มีความต้านทานต่อคลอไรด์และสารละลายคลอรีนเพิ่มขึ้น ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลและอุตสาหกรรมเคมีและยา
ชั้นโครเมียมออกไซด์สามารถรับประกันคุณภาพของสเตนเลสได้ แต่สิ่งนี้เองที่ทำให้ช่างเชื่อมไม่พอใจ ชั้นกั้นที่มีประโยชน์นี้จะเพิ่มแรงตึงผิวของโลหะ ทำให้การก่อตัวของแอ่งของเหลวในการเชื่อมช้าลง ข้อผิดพลาดทั่วไปคือการเพิ่มปริมาณความร้อน เนื่องจากความร้อนที่มากขึ้นจะทำให้แอ่งของเหลวมีความลื่นไหลมากขึ้น อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้อาจส่งผลเสียต่อสเตนเลส ความร้อนมากเกินไปอาจทำให้เกิดการออกซิเดชันเพิ่มเติมและทำให้โลหะฐานบิดเบี้ยวหรือไหม้ได้ เมื่อใช้ร่วมกับแผ่นโลหะที่ใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เช่น ท่อไอเสียรถยนต์ สิ่งนี้จะกลายเป็นสิ่งสำคัญอันดับต้นๆ
ความร้อนทำลายความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสได้อย่างสมบูรณ์แบบ ความร้อนมากเกินไปจะถูกใช้เมื่อรอยเชื่อมหรือบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) โดยรอบเปลี่ยนเป็นสีรุ้ง สเตนเลสที่ผ่านการออกซิไดซ์จะให้สีที่สวยงามตั้งแต่สีทองซีดไปจนถึงสีน้ำเงินเข้มและสีม่วง สีเหล่านี้ใช้สำหรับภาพประกอบที่สวยงาม แต่ก็อาจบ่งบอกถึงรอยเชื่อมที่อาจไม่ตรงตามข้อกำหนดการเชื่อมบางประการ ข้อกำหนดที่เข้มงวดที่สุดไม่ชอบสีของรอยเชื่อม
เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าการเชื่อมด้วยอาร์กทังสเตนป้องกันแก๊ส (GTAW) เหมาะที่สุดสำหรับสเตนเลสสตีล ในอดีต เรื่องนี้เป็นเรื่องจริงในความหมายทั่วไป และยังคงเป็นจริงอยู่เมื่อเราพยายามนำสีสันที่สดใสเหล่านั้นมาใช้ในการทอผ้าแบบมีศิลปะเพื่อให้ตรงตามมาตรฐานคุณภาพสูงสุดในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น พลังงานนิวเคลียร์และการบินอวกาศ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยอินเวอร์เตอร์ที่ทันสมัยทำให้การเชื่อมด้วยอาร์กโลหะแก๊ส (GMAW) กลายเป็นมาตรฐานสำหรับการผลิตสเตนเลสสตีล ไม่ใช่แค่ระบบอัตโนมัติหรือหุ่นยนต์เท่านั้น
เนื่องจาก GMAW เป็นกระบวนการป้อนลวดแบบกึ่งอัตโนมัติ จึงทำให้มีอัตราการสะสมสูง ซึ่งช่วยลดปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าไป ผู้เชี่ยวชาญบางคนบอกว่าใช้งานง่ายกว่า GTAW เนื่องจากอาศัยทักษะของช่างเชื่อมน้อยกว่าและอาศัยทักษะของแหล่งพลังงานในการเชื่อมมากกว่า ประเด็นนี้ไม่ใช่ประเด็นสำคัญ แต่แหล่งจ่ายไฟ GMAW ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ใช้เส้นซินเนอร์จีที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า โปรแกรมเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อตั้งค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น กระแสและแรงดันไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับโลหะเติมที่ผู้ใช้ป้อน ความหนาของวัสดุ ประเภทของก๊าซ และเส้นผ่านศูนย์กลางของลวด
อินเวอร์เตอร์บางรุ่นสามารถปรับอาร์คได้ตลอดกระบวนการเชื่อมเพื่อสร้างอาร์คที่แม่นยำอย่างสม่ำเสมอ จัดการช่องว่างระหว่างชิ้นส่วน และรักษาความเร็วในการเคลื่อนที่สูงเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานการผลิตและคุณภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมอัตโนมัติหรือหุ่นยนต์ แต่ยังใช้ได้กับการเชื่อมด้วยมืออีกด้วย แหล่งจ่ายไฟบางรุ่นในท้องตลาดมีอินเทอร์เฟซหน้าจอสัมผัสและระบบควบคุมคบเพลิงเพื่อการตั้งค่าที่ง่ายดาย
การเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นงานที่ซับซ้อน ปัญหาบางประการได้แก่ โครเมียมออกไซด์ การควบคุมปริมาณความร้อน กระบวนการเชื่อมที่ควรใช้ การจัดการโครเมียมเฮกซะวาเลนต์ และวิธีทำอย่างถูกต้อง
การเลือกก๊าซที่เหมาะสมสำหรับ GTAW มักขึ้นอยู่กับประสบการณ์หรือการใช้งานของการทดสอบการเชื่อม GTAW หรือที่เรียกอีกอย่างว่าก๊าซเฉื่อยทังสเตน (TIG) ในกรณีส่วนใหญ่ใช้เฉพาะก๊าซเฉื่อย ซึ่งโดยปกติจะเป็นอาร์กอน ฮีเลียม หรือส่วนผสมของทั้งสองอย่าง การฉีดก๊าซป้องกันหรือความร้อนที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้รอยเชื่อมมีลักษณะโค้งมนหรือคล้ายเชือกมากเกินไป ซึ่งจะป้องกันไม่ให้ผสมกับโลหะโดยรอบ ส่งผลให้รอยเชื่อมดูไม่สวยงามหรือไม่เหมาะสม การพิจารณาว่าส่วนผสมใดดีที่สุดสำหรับรอยเชื่อมแต่ละแบบอาจต้องใช้การลองผิดลองถูกหลายครั้ง สายการผลิต GMAW ร่วมกันช่วยลดเวลาที่เสียไปในการใช้งานใหม่ แต่เมื่อต้องใช้คุณภาพที่เข้มงวดที่สุด วิธีการเชื่อม GTAW ยังคงเป็นวิธีการที่ต้องการ
การเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้ใช้คบเพลิง อันตรายที่ใหญ่ที่สุดคือควันที่ปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการเชื่อม โครเมียมที่ถูกทำให้ร้อนจะผลิตสารประกอบที่เรียกว่าโครเมียมเฮกซะวาเลนต์ ซึ่งทราบกันดีว่าสามารถทำลายระบบทางเดินหายใจ ไต ตับ ผิวหนัง และดวงตา และทำให้เกิดมะเร็ง ช่างเชื่อมต้องสวมอุปกรณ์ป้องกันเสมอ รวมถึงหน้ากากป้องกัน และต้องแน่ใจว่าห้องมีการระบายอากาศที่ดีก่อนเริ่มการเชื่อม
ปัญหาที่เกิดกับสเตนเลสไม่ได้สิ้นสุดลงเมื่อการเชื่อมเสร็จสิ้น สเตนเลสยังต้องได้รับความเอาใจใส่เป็นพิเศษในกระบวนการขัดเงา การใช้แปรงเหล็กหรือแผ่นขัดที่ปนเปื้อนเหล็กกล้าคาร์บอนอาจทำให้ชั้นโครเมียมออกไซด์ป้องกันเสียหายได้ แม้ว่าจะมองไม่เห็นความเสียหาย แต่สิ่งปนเปื้อนเหล่านี้อาจทำให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเกิดสนิมหรือการกัดกร่อนในรูปแบบอื่นได้
Terrence Norris เป็นวิศวกรแอปพลิเคชั่นอาวุโสที่ Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us
Rhonda Zatezalo เป็นนักเขียนอิสระสำหรับ Crearies Marketing Design LLC โทร. 248-783-6085 www.crearies.com
เทคโนโลยีการเชื่อมอินเวอร์เตอร์ที่ทันสมัยทำให้แก๊ส GMAW กลายเป็นมาตรฐานสำหรับการผลิตเหล็กกล้าไร้สนิม ไม่ใช่เฉพาะระบบอัตโนมัติหรือหุ่นยนต์เท่านั้น
WELDER ซึ่งเดิมเรียกว่า Practical Welding Today เป็นตัวแทนของผู้คนจริงที่ผลิตผลิตภัณฑ์ที่เราใช้และทำงานด้วยทุกวัน นิตยสารนี้ให้บริการชุมชนช่างเชื่อมในอเมริกาเหนือมาเป็นเวลา 20 ปี
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึง The FABRICATOR ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มรูปแบบ และเข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีคุณค่าได้อย่างง่ายดาย
ตอนนี้สามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The Tube & Pipe Journal ได้อย่างสมบูรณ์แล้ว ซึ่งช่วยให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลที่มีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
รับสิทธิ์เข้าถึง STAMPING Journal ในรูปแบบดิจิทัลอย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งมีเทคโนโลยีล่าสุด แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารอุตสาหกรรมสำหรับตลาดการปั๊มโลหะ
ด้วยการเข้าถึงดิจิทัลแบบเต็มรูปแบบบน The Fabricator en Español คุณสามารถเข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีค่าได้อย่างง่ายดาย