เหตุใดการเชื่อมสแตนเลสแบบผ่านครั้งเดียวโดยใช้ FCAW จึงไม่ผ่านการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง? เดวิด เมเยอร์และร็อบ โคลท์ซ จะมาวิเคราะห์สาเหตุของความล้มเหลวเหล่านี้อย่างละเอียด (ภาพจาก Getty Images)
ถาม: เรากำลังซ่อมแซมใบมีดเหล็กเชื่อมในระบบอบแห้งในสภาพแวดล้อมที่ชื้น การเชื่อมของเราไม่ผ่านการตรวจสอบเนื่องจากมีรูพรุน รอยบาก และรอยเชื่อมแตก เราเชื่อมเหล็ก A514 กับ A36 โดยใช้ลวดเชื่อม 309L ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.045 นิ้ว แบบมีแกนกลาง เชื่อมได้ทุกตำแหน่ง ใช้ก๊าซอาร์กอน 75% และคาร์บอนไดออกไซด์ 25% เพื่อความทนทานต่อการสึกหรอที่ดีขึ้น
เราลองใช้ลวดเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนแล้ว แต่รอยเชื่อมสึกหรอเร็วเกินไป และพบว่าเหล็กกล้าไร้สนิมให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า รอยเชื่อมทั้งหมดทำในตำแหน่งราบ ขนาด 3/8 นิ้ว เนื่องจากข้อจำกัดด้านเวลา รอยเชื่อมทั้งหมดจึงทำพร้อมกัน อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้รอยเชื่อมของเราล้มเหลว?
รอยบากมักเกิดขึ้นเนื่องจากพารามิเตอร์การเชื่อมที่ไม่ได้มาตรฐาน เทคนิคการเชื่อมที่ไม่เหมาะสม หรือทั้งสองอย่าง เราไม่สามารถให้ความเห็นเกี่ยวกับพารามิเตอร์การเชื่อมได้เพราะเราไม่ทราบข้อมูล รอยบากที่เกิดขึ้นที่ 1F มักเกิดจากการทำงานของบ่อหลอมโลหะมากเกินไป หรือความเร็วในการเคลื่อนที่เร็วหรือช้าเกินไป
เนื่องจากช่างเชื่อมพยายามเชื่อมให้ได้ความหนา 3/8 นิ้ว ความเป็นไปได้ที่การจับหัวเชื่อมแรงเกินไปอาจเป็นสาเหตุส่วนหนึ่งที่ทำให้การเชื่อมแบบฟิลเล็ตผ่านครั้งเดียวด้วยลวดเชื่อมไส้ฟลักซ์ขนาดเล็กนั้นไม่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าจะเป็นปัญหาจากการใช้เครื่องมือที่ไม่เหมาะสมมากกว่าปัญหาทางเทคนิค ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม
รูพรุนเกิดจากสิ่งเจือปนในรอยเชื่อม การสูญเสียหรือมากเกินไปของก๊าซปกคลุม หรือการดูดซับความชื้นมากเกินไปของลวดเชื่อมแบบมีไส้ฟลักซ์ คุณกล่าวว่านี่เป็นงานซ่อมแซมบนวัสดุเปียกภายในเครื่องอบแห้ง ดังนั้นหากรอยเชื่อมไม่ได้รับการทำความสะอาดอย่างทั่วถึง นี่อาจเป็นสาเหตุหลักของการเกิดรูพรุน
ลวดเชื่อมที่คุณใช้เป็นลวดเชื่อมแบบมีไส้ฟลักซ์สำหรับทุกตำแหน่ง ซึ่งลวดเชื่อมประเภทนี้มีระบบสแลกที่แข็งตัวเร็ว ซึ่งจำเป็นต่อการพยุงบ่อหลอมโลหะเมื่อทำการเชื่อมในแนวตั้งขึ้นหรือเหนือศีรษะ ข้อเสียของสแลกที่แข็งตัวเร็วคือมันจะแข็งตัวก่อนบ่อหลอมโลหะด้านล่าง หากก๊าซยังคงถูกปล่อยออกมา ก๊าซเหล่านั้นมักจะถูกกักไว้และปรากฏให้เห็นในภายหลังในรูปของรูพรุนหรือร่องรอยบนพื้นผิว ปัญหานี้จะยิ่งชัดเจนขึ้นเมื่อทำการเชื่อมในแนวราบด้วยลวดเชื่อมขนาดเล็กและพยายามเชื่อมชิ้นงานขนาดใหญ่ในครั้งเดียว ดังเช่นในงานของคุณ
การแตกร้าวของรอยเชื่อมบริเวณจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของรอยเชื่อมอาจเกิดจากหลายสาเหตุ เนื่องจากคุณเชื่อมรอยเชื่อมขนาดใหญ่ด้วยลวดเชื่อมขนาดเล็ก คุณจึงมีแนวโน้มที่จะประสบปัญหาการหลอมรวมที่ไม่เพียงพอ (LOF) ที่บริเวณโคนรอยเชื่อม การแตกร้าวของรอยเชื่อมเป็นปรากฏการณ์ที่พบได้ทั่วไปเนื่องจากความเค้นตกค้างในรอยเชื่อมสูงและการหลอมรวมที่ไม่เพียงพอที่บริเวณโคนรอยเชื่อม
สำหรับขนาดลวดนี้ คุณควรใช้การเชื่อมสองหรือสามครั้งเพื่อให้ได้ความหนา 3/8 นิ้ว การเชื่อมแบบฟิลเล็ตนั้นไม่มีใครทำได้ คุณอาจพบว่าการเชื่อมที่ไร้ข้อบกพร่องสามครั้งเร็วกว่าการเชื่อมที่ผิดพลาดเพียงครั้งเดียวแล้วต้องแก้ไขในภายหลัง
อย่างไรก็ตาม ปัญหาอีกประการหนึ่งที่อาจมีบทบาทสำคัญกว่าในการแตกร้าวของรอยเชื่อมคือ ระดับเฟอร์ไรต์ที่ไม่ถูกต้องในรอยเชื่อม ซึ่งมักเป็นสาเหตุหลักของการแตกร้าว ลวดเชื่อม 309L ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมกับเหล็กกล้าคาร์บอน มากกว่าการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนกับเหล็กกล้าคาร์บอน เคมีของรอยเชื่อมเฉพาะของผลิตภัณฑ์นี้ยังคำนึงถึงการเจือจางโลหะพื้นฐานสำหรับโลหะพื้นฐานทั้งสองชนิดด้วย ดังนั้น ในการใช้งานเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมกับเหล็กกล้าคาร์บอน โลหะผสมบางชนิดที่ได้จากเหล็กกล้าไร้สนิมจะช่วยปรับสมดุลองค์ประกอบทางเคมีและสร้างปริมาณเฟอร์ไรต์ที่ยอมรับได้ การใช้ลวดเชื่อมที่มีเฟอร์ไรต์ประมาณ 50% เช่น 312 หรือ 2209 จะช่วยลดโอกาสการแตกร้าวเนื่องจากปริมาณเฟอร์ไรต์ต่ำ
วิธีที่ดีที่สุดในการเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอคือการเชื่อมรอยต่อด้วยลวดเชื่อมคาร์บอนหรือสแตนเลสมาตรฐาน แล้วจึงเชื่อมชั้นลวดเชื่อมผิวทับอีกชั้น อย่างไรก็ตาม คุณได้กล่าวว่าคุณมีเวลาจำกัดมาก และการเชื่อมหลายชั้นเป็นไปไม่ได้
ลองเปลี่ยนไปใช้ลวดเชื่อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น เช่น 1/16 นิ้วหรือใหญ่กว่านั้น การใช้ลวดเชื่อมแบบมีฟลักซ์หุ้มด้วยแก๊สเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด เพราะให้การทำความสะอาดรอยเชื่อมที่ดีกว่าและป้องกันการไหลของอากาศได้ดีกว่าลวดเชื่อมแบบไม่มีฟลักซ์หุ้ม อย่างไรก็ตาม แทนที่จะใช้ลวดเชื่อมแบบทุกตำแหน่ง ควรใช้ลวดเชื่อมแบบวางราบและแนวนอนเท่านั้นเพื่อลดรูพรุนหรือการเกิดรอยเชื่อมผิดปกติ นอกจากนี้ คุณควรเปลี่ยนโลหะเติมจาก 309L เป็น 312 หรือ 2209 ด้วย
นิตยสาร WELDER ซึ่งเดิมชื่อ Practical Welding Today นำเสนอเรื่องราวของผู้คนตัวจริงที่ผลิตสินค้าที่เราใช้และทำงานด้วยทุกวัน นิตยสารฉบับนี้ให้บริการแก่ชุมชนช่างเชื่อมในอเมริกาเหนือมานานกว่า 20 ปีแล้ว
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The FABRICATOR ได้อย่างเต็มรูปแบบ เข้าถึงแหล่งข้อมูลอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
วารสาร The Tube & Pipe Journal ฉบับดิจิทัลสามารถเข้าถึงได้อย่างเต็มรูปแบบแล้ว ทำให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินไปกับการเข้าถึงฉบับดิจิทัลของวารสาร STAMPING Journal อย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารในอุตสาหกรรมสำหรับตลาดการปั๊มโลหะ
ขณะนี้สามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The Fabricator en Español ได้อย่างเต็มรูปแบบ เข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีค่าได้อย่างง่ายดาย