การเชื่อมเป็นกระบวนการที่วัสดุชนิดเดียวกันหรือต่างกันตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมาเชื่อมต่อกันโดยการสร้างพันธะและการแพร่กระจายระหว่างอะตอมหรือโมเลกุล
วิธีการส่งเสริมการสร้างพันธะและการแพร่ระหว่างอะตอมและโมเลกุล คือ การให้ความร้อนหรือการกดหรือการให้ความร้อนและการกดในเวลาเดียวกัน
การจำแนกประเภทของการเชื่อม
การเชื่อมโลหะสามารถแบ่งออกเป็นการเชื่อมแบบฟิวชั่น การเชื่อมด้วยแรงดัน และการประสานตามลักษณะของกระบวนการ
ในกระบวนการเชื่อมฟิวชั่น หากบรรยากาศสัมผัสโดยตรงกับแอ่งหลอมเหลวที่มีอุณหภูมิสูง ออกซิเจนในบรรยากาศจะออกซิไดซ์โลหะและองค์ประกอบโลหะผสมต่างๆไนโตรเจนและไอน้ำในบรรยากาศจะเข้าสู่บ่อหลอมเหลว และข้อบกพร่องต่างๆ เช่น รูพรุน ตะกรันและรอยร้าวจะเกิดขึ้นในแนวเชื่อมระหว่างกระบวนการหล่อเย็นที่ตามมา ซึ่งจะทำให้คุณภาพและประสิทธิภาพของรอยเชื่อมด้อยลง
เพื่อปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมจึงได้มีการพัฒนาวิธีการป้องกันต่างๆตัวอย่างเช่น การเชื่อมอาร์กแบบป้องกันด้วยแก๊สคือการแยกชั้นบรรยากาศด้วยอาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซอื่นๆ เพื่อป้องกันอาร์คและอัตราพูลระหว่างการเชื่อมตัวอย่างเช่น เมื่อทำการเชื่อมเหล็ก การเติมผงเฟอร์โรไททาเนียมที่มีออกซิเจนสัมพันธ์สูงในการเคลือบอิเล็กโทรดเพื่อกำจัดออกซิเดชันสามารถปกป้ององค์ประกอบที่เป็นประโยชน์ เช่น แมงกานีสและซิลิกอนในอิเล็กโทรดจากการเกิดออกซิเดชันและเข้าสู่บ่อหลอมเหลว และได้รับรอยเชื่อมคุณภาพสูงหลังการหล่อเย็น
เครื่องเชื่อมเย็นแบบตั้งโต๊ะ
ลักษณะทั่วไปของวิธีการเชื่อมด้วยแรงดันแบบต่างๆ คือการใช้แรงดันระหว่างการเชื่อมโดยไม่เติมวัสดุวิธีการเชื่อมด้วยแรงดันส่วนใหญ่ เช่น การเชื่อมแบบกระจาย การเชื่อมความถี่สูง และการเชื่อมด้วยแรงดันเย็น ไม่มีกระบวนการหลอมเหลว ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาเหมือนกับการเชื่อมแบบหลอมเหลว เช่น การเผาองค์ประกอบโลหะผสมที่เป็นประโยชน์ และการบุกรุกขององค์ประกอบที่เป็นอันตรายในแนวเชื่อม ซึ่ง ลดความซับซ้อนของกระบวนการเชื่อมและปรับปรุงความปลอดภัยและสภาวะสุขภาพของการเชื่อมในเวลาเดียวกัน เนื่องจากอุณหภูมิความร้อนต่ำกว่าการเชื่อมแบบฟิวชันและเวลาในการทำความร้อนสั้นกว่า โซนที่ได้รับความร้อนจึงมีขนาดเล็กวัสดุจำนวนมากที่ยากต่อการเชื่อมด้วยการเชื่อมแบบฟิวชั่นสามารถเชื่อมด้วยแรงดันเข้ากับข้อต่อคุณภาพสูงที่มีความแข็งแรงเท่ากับโลหะฐาน
ข้อต่อที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมและการเชื่อมต่อร่างกายที่เชื่อมต่อกันทั้งสองเรียกว่ารอยเชื่อมระหว่างการเชื่อม รอยเชื่อมทั้งสองด้านจะได้รับผลกระทบจากความร้อนในการเชื่อม และโครงสร้างและคุณสมบัติจะเปลี่ยนไปพื้นที่นี้เรียกว่าโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนระหว่างการเชื่อม วัสดุชิ้นงาน วัสดุเชื่อม และกระแสเชื่อมจะแตกต่างกันเพื่อให้ความสามารถในการเชื่อมลดลง จำเป็นต้องปรับสภาพการเชื่อมการให้ความร้อนล่วงหน้า การเก็บรักษาความร้อนระหว่างการเชื่อม และการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมที่ส่วนต่อประสานของรอยเชื่อมก่อนการเชื่อมสามารถปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมของรอยเชื่อมได้
นอกจากนี้ การเชื่อมยังเป็นกระบวนการให้ความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็วเฉพาะที่พื้นที่เชื่อมไม่สามารถขยายและหดตัวได้อย่างอิสระเนื่องจากข้อจำกัดของชิ้นงานโดยรอบหลังจากเย็นตัวแล้ว จะเกิดความเครียดในการเชื่อมและการเสียรูปในการเชื่อมผลิตภัณฑ์ที่สำคัญจำเป็นต้องขจัดความเครียดในการเชื่อมและแก้ไขการเสียรูปของการเชื่อมหลังการเชื่อม
เทคโนโลยีการเชื่อมสมัยใหม่สามารถสร้างรอยเชื่อมที่ไม่มีข้อบกพร่องทั้งภายในและภายนอกและมีสมบัติทางกลเทียบเท่าหรือสูงกว่าของตัวเครื่องที่เชื่อมต่อตำแหน่งร่วมกันของรอยเชื่อมในช่องว่างเรียกว่ารอยเชื่อมความแข็งแรงของรอยเชื่อมไม่เพียงแต่ได้รับผลกระทบจากคุณภาพของรอยเชื่อมเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับรูปทรง ขนาด ความเค้น และสภาพการทำงานด้วยรูปแบบพื้นฐานของข้อต่อ ได้แก่ ข้อต่อก้น ข้อต่อตัก ข้อต่อตัวที (ข้อต่อบวก) และข้อต่อมุม
รูปร่างหน้าตัดของรอยเชื่อมชนจะขึ้นอยู่กับความหนาของเนื้อรอยก่อนเชื่อมและรูปแบบร่องของขอบเชื่อมทั้งสองเมื่อทำการเชื่อมแผ่นเหล็กที่หนาขึ้น จะต้องตัดร่องรูปทรงต่างๆ ที่ขอบเพื่อการเจาะ เพื่อให้สามารถป้อนลวดเชื่อมหรือลวดได้ง่าย รูปแบบของร่องประกอบด้วยร่องเชื่อมด้านเดียวและร่องเชื่อมสองด้านเมื่อเลือกรูปแบบร่อง นอกจากเพื่อให้แน่ใจว่าเจาะได้เต็มที่แล้ว ควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การเชื่อมที่สะดวก โลหะที่มีฟิลเลอร์น้อย การเสียรูปในการเชื่อมเล็กน้อย และต้นทุนการประมวลผลร่องต่ำด้วย
เมื่อแผ่นเหล็กสองแผ่นที่มีความหนาต่างกันถูกบั้นท้าย เพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเค้นที่รุนแรงซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของหน้าตัดที่คมชัด ขอบแผ่นที่หนากว่ามักจะถูกทำให้บางลงเรื่อยๆ เพื่อให้ได้ความหนาที่เท่ากันที่ขอบรอยต่อทั้งสองความแข็งแรงคงที่และความเมื่อยล้าของข้อต่อก้นสูงกว่าข้อต่ออื่นๆการเชื่อมข้อต่อชนมักจะนิยมสำหรับการเชื่อมภายใต้โหลดสลับและแรงกระแทกหรือในภาชนะที่มีอุณหภูมิต่ำและความดันสูง
ข้อต่อตักง่ายต่อการเตรียมก่อนการเชื่อม ประกอบง่าย และการเสียรูปในการเชื่อมและความเค้นตกค้างเล็กน้อยดังนั้นจึงมักใช้ในข้อต่อการติดตั้งไซต์และโครงสร้างที่ไม่สำคัญโดยทั่วไปแล้ว ข้อต่อตักไม่เหมาะสำหรับการทำงานภายใต้โหลดแบบสลับ วัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน อุณหภูมิสูง หรืออุณหภูมิต่ำ
การใช้ข้อต่อตัวทีและข้อต่อมุมมักเกิดจากความต้องการทางโครงสร้างลักษณะการทำงานของรอยเชื่อมฟิเลตที่ไม่สมบูรณ์บนข้อต่อตัวทีนั้นคล้ายคลึงกับของรอยเชื่อมแบบตักเมื่อแนวเชื่อมตั้งฉากกับทิศทางของแรงภายนอก มันจะกลายเป็นแนวเชื่อมด้านหน้า และรูปร่างพื้นผิวของแนวเชื่อมจะทำให้เกิดความเข้มข้นของความเครียดในองศาต่างๆความเค้นของรอยเชื่อมเนื้อที่มีการเจาะเต็มจะคล้ายกับรอยชน
ความสามารถในการรับน้ำหนักของข้อต่อมุมต่ำ และโดยทั่วไปจะไม่ใช้เพียงอย่างเดียวสามารถปรับปรุงได้เฉพาะเมื่อมีการเจาะเต็มหรือเมื่อมีรอยเชื่อมภายในและภายนอกส่วนใหญ่จะใช้ที่มุมของโครงสร้างปิด
ผลิตภัณฑ์เชื่อมมีน้ำหนักเบากว่าชิ้นส่วนตอกหมุด การหล่อ และการตีขึ้นรูป ซึ่งสามารถลดน้ำหนักที่ตายแล้วและประหยัดพลังงานสำหรับยานพาหนะขนส่งการเชื่อมมีคุณสมบัติการปิดผนึกที่ดีและเหมาะสำหรับการผลิตภาชนะต่างๆการพัฒนาเทคโนโลยีการประมวลผลร่วม ซึ่งรวมการเชื่อมเข้ากับการตีขึ้นรูปและการหล่อ สามารถสร้างโครงสร้างการหล่อและการเชื่อมขนาดใหญ่ที่ประหยัดและเหมาะสม ตลอดจนโครงสร้างการปลอมและการเชื่อมที่มีผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจสูงกระบวนการเชื่อมสามารถใช้วัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ และโครงสร้างการเชื่อมสามารถใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันในส่วนต่างๆ เพื่อให้ได้รับประโยชน์อย่างเต็มที่จากวัสดุต่างๆ และบรรลุความประหยัดและมีคุณภาพสูงการเชื่อมได้กลายเป็นวิธีการประมวลผลที่ขาดไม่ได้และมีความสำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมสมัยใหม่
ในการแปรรูปโลหะสมัยใหม่ การเชื่อมพัฒนาช้ากว่าการหล่อและการตีขึ้นรูป แต่ก็พัฒนาอย่างรวดเร็วน้ำหนักของโครงสร้างเชื่อมคิดเป็นประมาณ 45% ของผลผลิตเหล็กและสัดส่วนของโครงสร้างเชื่อมอลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน
สำหรับกระบวนการเชื่อมในอนาคต ในแง่หนึ่ง ควรมีการพัฒนาวิธีการเชื่อมใหม่ อุปกรณ์เชื่อม และวัสดุเชื่อมเพื่อปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือให้ดียิ่งขึ้น เช่น การปรับปรุงแหล่งพลังงานเชื่อมที่มีอยู่ เช่น อาร์ก พลาสมาอาร์ค อิเล็กตรอน ลำแสงและเลเซอร์ใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีการควบคุม ปรับปรุงประสิทธิภาพกระบวนการของส่วนโค้ง และพัฒนาวิธีการติดตามส่วนโค้งของแสงที่เชื่อถือได้
ในทางกลับกัน เราควรปรับปรุงระดับของกลไกการเชื่อมและระบบอัตโนมัติ เช่น การควบคุมโปรแกรมและการควบคุมแบบดิจิตอลของเครื่องเชื่อมพัฒนาเครื่องเชื่อมแบบพิเศษที่ทำให้กระบวนการทั้งหมดเป็นไปโดยอัตโนมัติตั้งแต่ขั้นตอนการเตรียม การเชื่อม ไปจนถึงการตรวจสอบคุณภาพในสายการผลิตการเชื่อมอัตโนมัติ การส่งเสริมและการขยายตัวของหุ่นยนต์เชื่อมควบคุมเชิงตัวเลขและหุ่นยนต์เชื่อมสามารถปรับปรุงระดับการผลิตการเชื่อมและปรับปรุงสภาพสุขภาพและความปลอดภัยในการเชื่อม
เวลาโพสต์: Sep-02-2022