คู่มือเลือกลวดเชื่อม

ลวดเชื่อมถูกเลือกอย่างไร?

การเลือกลวดเชื่อม (อิเล็กโทรด) ขึ้นกับโลหะฐาน ท่าเชื่อม การออกแบบรอยต่อ และสมบัติเชิงกลที่ต้องการ การจำแนกของ AWS ใช้ระบบตั้งชื่อมาตรฐาน: E7018 หมายถึง Electrode, ความต้านแรงดึง 70 ksi, 1 = เชื่อมได้ทุกท่า, 8 = สารพอกชนิดไฮโดรเจนต่ำโพแทสเซียมผสมผงเหล็ก

เป้าหมายหลักคือให้สมบัติเชิงกลเทียบเท่าหรือสูงกว่าโลหะฐานเล็กน้อย พร้อมทั้งรับประกันคุณภาพแนวเชื่อม สำหรับเหล็กกล้าละมุน E6013 เป็นลวดอเนกประสงค์เหมาะกับผู้เริ่มต้น E7018 เป็นลวดหลักของงานโครงสร้างด้วยสมบัติไฮโดรเจนต่ำ และ E6010 ให้การหลอมลึกสำหรับแนวรากในงานท่อ

การเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอิเล็กโทรดขึ้นกับความหนาวัสดุ: 2.5 mm (3/32") สำหรับแผ่น 1.5-3 mm, 3.2 mm (1/8") สำหรับ 3-9 mm และ 4.0 mm (5/32") สำหรับ 9 mm ขึ้นไป ช่วงกระแสเพิ่มตามเส้นผ่านศูนย์กลาง — ประมาณ 30-40 แอมป์ต่อมิลลิเมตรของเส้นผ่านศูนย์กลางอิเล็กโทรดสำหรับลวดเชื่อมเหล็กกล้าละมุน

Formula: ช่วงกระแส ≈ 30-40 × เส้นผ่านศูนย์กลางอิเล็กโทรด (mm) ความหนาขั้นต่ำ ≈ เส้นผ่านศูนย์กลางอิเล็กโทรด อัตราการเติมเนื้อเชื่อมแปรตามชนิดอิเล็กโทรด ความร้อนเข้า = (V × I × 60) / (ความเร็วเดินแนว × 1000) [kJ/mm]

ตัวอย่างการคำนวณ

เชื่อมแผ่นเหล็กกล้าละมุนหนา 6 mm ท่าราบ: เลือก E7018 เส้นผ่านศูนย์กลาง 3.2 mm ช่วงกระแส = 80-144 A (โดยทั่วไป 120 A) ที่ 25 V และความเร็วเดินแนว 150 mm/min: ความร้อนเข้า = 25 × 120 × 60 / (150 × 1000) = 1.2 kJ/mm

เมื่อใดควรใช้เครื่องคำนวณนี้

• ช่างเชื่อมหรือหัวหน้างานต้องเลือกอิเล็กโทรดที่ถูกต้องสำหรับโลหะฐานและท่าเชื่อมเฉพาะก่อนเริ่มงานใหม่
• จัดทำข้อกำหนดวิธีการเชื่อม (WPS) และต้องการคำแนะนำขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอิเล็กโทรดและช่วงกระแส
• อบรมช่างเชื่อมฝึกหัดเรื่องเกณฑ์การเลือกอิเล็กโทรดและการถอดรหัสการจำแนกของ AWS
• แก้ปัญหาคุณภาพแนวเชื่อมโดยตรวจสอบว่าชนิดอิเล็กโทรดและการตั้งค่ากระแสเหมาะกับโลหะฐานและท่าเชื่อมหรือไม่

ข้อผิดพลาดที่ควรหลีกเลี่ยง

• ใช้ E6013 กับงานโครงสร้าง — เป็นลวดอเนกประสงค์ที่มีปริมาณไฮโดรเจนสูงกว่า งานโครงสร้างต้องใช้ E7018 (ไฮโดรเจนต่ำ) ตาม AWS D1.1
• ใช้กระแสเกินช่วงของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอิเล็กโทรด — กระแสสูงเกินทำให้เกิดรอยกัดขอบ (undercut) และทะลุ ส่วนกระแสต่ำเกินทำให้หลอมไม่สมบูรณ์และมีสแลกฝังใน
• ไม่เก็บอิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำ (E7018) ในตู้อบหลังเปิดกล่อง — ลวดดูดความชื้นภายใน 4 ชั่วโมง ทำให้ไฮโดรเจนกลับเข้ามาและก่อให้เกิดการแตกร้าวเย็น
• ใช้อิเล็กโทรดแบบเชื่อมได้ทุกท่ากับงานท่าราบที่ความเร็วเดินแนวช้า ทั้งที่อิเล็กโทรดท่าราบแบบเติมเนื้อสูง (E7024) จะให้ผลิตภาพดีกว่า

วิธีตีความผลลัพธ์

• คำแนะนำเป็นค่าตั้งต้นตามโลหะฐาน ท่าเชื่อม และความหนา — การเลือกลวดเชื่อมขั้นสุดท้ายสำหรับงานตามโค้ดต้องผ่านการรับรองด้วย WPS/PQR (AWS D1.1, ASME IX)
• ช่วงกระแสครอบคลุมราว 25-45 A ต่อมิลลิเมตรของเส้นผ่านศูนย์กลางลวดเชื่อม — เริ่มใกล้กึ่งกลาง แล้วใช้ปลายต่ำสำหรับท่าตั้ง/เหนือศีรษะ และปลายสูงสำหรับท่าราบ
• เส้นผ่านศูนย์กลางลวดเชื่อมจับคู่กับความหนาวัสดุ — ลวดหนากว่าแผ่นเสี่ยงเชื่อมทะลุ ส่วนลวดบางมากบนแผ่นหนาทำให้หลอมรวมไม่ดีและพอกเนื้อช้า
• อ่านหมายเหตุอย่างละเอียด — ข้อกำหนดอุ่นชิ้นงานก่อนเชื่อม (เหล็กผสมต่ำ เหล็กหล่อ) และคำเตือนความร้อนเข้า (sensitization ของสเตนเลส) ที่ระบุไว้เป็นสิ่งจำเป็นต่อแนวเชื่อมที่ไม่แตกร้าว
• นี่เป็นแนวทางทั่วไป ไม่ใช่ระเบียบปฏิบัติการเชื่อม — ยืนยันด้วยการรับรองกระบวนการและการกำกับดูแลโดยผู้มีคุณวุฒิก่อนเชื่อมงานผลิตบนชิ้นส่วนโครงสร้างหรือรับความดัน

มาตรฐานและเอกสารอ้างอิง

• AWS A5.1 — ข้อกำหนดสำหรับอิเล็กโทรดเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับการเชื่อมอาร์กโลหะหุ้มฟลักซ์
• AWS A5.4 — ข้อกำหนดสำหรับอิเล็กโทรดเหล็กกล้าไร้สนิมสำหรับการเชื่อมอาร์กโลหะหุ้มฟลักซ์
• AWS A5.5 — ข้อกำหนดสำหรับอิเล็กโทรดเหล็กกล้าผสมต่ำสำหรับการเชื่อมอาร์กโลหะหุ้มฟลักซ์
• AWS D1.1 — มาตรฐานงานเชื่อมโครงสร้าง — เหล็กกล้า
• ISO 2560 — วัสดุสิ้นเปลืองงานเชื่อม — อิเล็กโทรดหุ้มฟลักซ์สำหรับการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยมือ

คำถามที่พบบ่อย

'ไฮโดรเจนต่ำ' หมายถึงอะไรและสำคัญอย่างไร?

ลวดเชื่อมไฮโดรเจนต่ำ (E7018, E7016) มีฟลักซ์หุ้มที่ทนความชื้น ปล่อยไฮโดรเจนแพร่ได้น้อยกว่า 4 mL ต่อโลหะเชื่อม 100g ไฮโดรเจนทำให้เกิดการแตกร้าวเย็นในเหล็กคาร์บอนปานกลาง/สูง และเป็นสาเหตุอันดับหนึ่งของความล้มเหลวของแนวเชื่อมในงานโครงสร้าง ลวดเชื่อมเหล่านี้ต้องเก็บในตู้อบ (120-150°C) หลังเปิดกล่อง และต้องใช้ภายใน 4 ชั่วโมงหลังนำออกมา

ใช้ลวดเชื่อมแท่งเดียวกันได้กับทุกท่าเชื่อมหรือไม่?

ลวดเชื่อมไม่ได้ใช้ได้ทุกท่าเชื่อมทุกแท่ง ตัวเลขหลักที่สามในการจำแนกตาม AWS บอกความสามารถด้านท่าเชื่อม: '1' = ทุกท่า (ราบ ขนาน ตั้ง เหนือศีรษะ) '2' = เฉพาะท่าราบและท่าขนานเท่านั้น E7018 ใช้ได้ทุกท่า แต่ E7024 (ผงเหล็กสูงเพื่ออัตราเติมเนื้อสูง) จำกัดเฉพาะท่าราบและท่าขนาน สำหรับงานเชื่อมตั้งขึ้นและเหนือศีรษะ ให้ใช้ลวดที่กำหนดเป็น '1' พร้อมเทคนิคที่เหมาะสม

สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของรูพรุนในแนวเชื่อมคืออะไร?

รูพรุนเกิดจากแก๊สถูกกักไว้ระหว่างการแข็งตัว สาเหตุหลัก: (1) โลหะฐานปนเปื้อน — น้ำมัน สี สนิม หรือความชื้นบนผิวรอยต่อ (2) แก๊สปกคลุมไม่เพียงพอ — ลมพัด อัตราไหลผิด หรือหัวฉีดแก๊สชำรุด (3) ระยะอาร์กยาวเกินไป (4) ลวดเชื่อมชื้น (5) ความเร็วเดินแนวเชื่อมสูงเกินไป การป้องกัน: ทำความสะอาดรอยต่อ กันลม รักษาระยะอาร์กให้สั้น และจัดเก็บวัสดุสิ้นเปลืองอย่างถูกวิธี