|
|||
หลักการเบื้องต้นวิธีการเชื่อมด้วยไฟฟ้าเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ปัจจุบันนี้ได้ออกแบบให้เชื่อมได้ทั้งโลหะบางและโลหะหนาได้ทุกชนิด กระบวนการของการเชื่อมไฟฟ้าไม่เพียงแต่สะดวกในการเก็บรักษาเท่านั้น ยังสามารถผลิตสินค้าและเครื่องจักรได้รวดเร็ว สิ่งเหล่านี้ย่อมขึ้นอยู่กับทักษะของผู้เชื่อมด้วย ส่วนประกอบของไฟฟ้าในเครื่องเชื่อม เราต้องทราบถึงการทำงานของไฟฟ้าในเครื่องเชื่อมอย่างถูกต้อง ท่านต้องทราบถึงพื้นฐานทางไฟฟ้าบ้างเล็กน้อย โดยเฉพาะการไหลของกระแสไฟฟ้าในเครื่องเชื่อมเป็นสิ่งสำคัญ วงจรไฟฟ้า คือ ทางเดินของกระแสและแรงเคลื่อนไฟฟ้า ซึ่งเริ่มต้นจากขั้วลบของเยนเนอร์เรเตอร์ เมื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้ กระแสจะไหลไปตามเส้นลวดหรือสายเคเบิ้ลไปยังโลหะงานแล้วไหลกลับไปยังขั้วบวก แอมแปร์ คือ จำนวนหรืออัตราการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร เครื่องมือที่ใช้ในการวัดอัตราการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร เรียกว่า แอมมิเตอร์ ความสามารถในการทำงานของเครื่องเชื่อม หมายถึง อัตราส่วนของเวลาที่ทำการอาร์คกับเวลาทั้งหมดสำหรับเครื่องเชื่อม เราถือระยะเวลา 10 นาทีเป็นเวลาทั้งหมด ดังนั้นเครื่องเชื่อมมีความสามารถทำการเชื่อมได้ดี 60% หมายถึง เครื่องเชื่อมนั้นสามารถทำการเชื่อมต่อเนื่องกันได้ดีเป็นเวลา 6 นาที แล้วพัก 4 นาที แรงเคลื่อน คือ อัตราการไหลของอีเล็คตรอน ทำให้เราทราบค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงนี้ก็เหมือนกับความดันของน้ำประปาในท่อนั่นเอง ในระบบความดันของน้ำเกิดจากปั๊มน้ำเป็นตัวกระทำ แต่ในระบบวงจรไฟฟ้าเกิดจากเยนเนอเรเตอร์ หรือทราฟอร์เมอร์ ผลิตแรงเคลื่อนดันกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นลวด หรือสายเคเบิ้ล แรงเคลื่อนนี้เราวัดเป็นโวลท์ และเครื่องมือที่ใช้ในการวัดแรงเคลื่อน เราเรียกว่าโวลท์มิเตอร์ แรงเคลื่อนลดลง ก่อนอื่นเราลองหันมาดูการไหลของน้ำประปาที่ไหลเบาลงเนื่องจากระยะทางห่างจากปั๊มน้ำมาก ในวงจรไฟฟ้าก็เช่นเดี่ยวกับแรงเคลื่อนลดลงเนื่องจากระยะจากเครื่องเชื่อมไกลเกินไป ประเด็นที่สำคัญที่ควรจำในการใช้เครื่องเชื่อมไฟฟ้า ก็คือ การใช้สายเคเบิ้ลยาวเกินไปจะทำให้แรงเคลื่อนลดลง เมื่อแรงเคลื่อนลงลดจะทำให้การเชื่อมไม่ได้ผลเท่าที่ควรสายถ้าเคเบิ้ลใหญ่เกินไปจะทำให้แรงเคลื่อนต่ำ ไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ กระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการเชื่อมมีอยู่ 2 ชนิด คือ กระแสตรงและกระแสสลับ กระแสตรง คือ กระแสที่ไหลไปในทิศทางเดียว กระแสสลับ คือ กระแสไหลสลับไปมาในวงจร มีจำนวนที่แน่นอนในหนึ่งวินาที อัตราการไหลของกระแสไฟฟ้าสลับไปมาในวงจร เรียกว่า ความถี่ ซึ่งความถี่ในที่นี้ได้แก่ 25,40,50 และ 60 ไซเกิล ต่อวินาที ในอเมริกาใช้กระแสไฟฟ้าชนิด 60 ไซเกิล/วินาที เครื่องเชื่อมที่ให้กระแสสลับ เรียกว่า เครื่องเชื่อม เอซี เครื่องเชื่อมไฟฟ้าที่ให้กระแสตรงเรียกว่า เครื่องเชื่อม ดีซี วงจรเปิดและวงจรปิด วงจรเปิดก็คือแรงเคลื่อนขณะที่เปิดเครื่อง ซึ่งไม่ได้ทำงานหรือทำการเชื่อม แรงเคลื่อนนี้จะอยู่ระหว่าง 50-100 โวลท์ แรงดันวงจรเปิด (Open Circuit Voltage : OCV) เป็นค่าแรงดันกระแสเชื่อมในขณะจุดอาร์ก ถ้ามีค่าสูงจะทำให้จุดอาร์กได้ง่ายกว่า แต่ในขณะเดียวกัน ค่าสูงก็อาจเป็นอันตรายต่อช่างเชื่อมถ้ากระแสเชื่อมสามารถไหลผ่านช่างเชื่อมลงสู่ดิน เช่นในกรณีทำงานที่เปียกชื้น โดยไม่สวมรองเท้า หรือสวมรองเท้าเปียกชื้นที่ปราศจากฉนวน ช่างเชื่อมจะรู้สึกถูกกระตุกหรือเหมือนถูกชนทุกครั้งที่เปลี่ยนลวดเชื่อม เครื่องเชื่อมที่มีค่า OCV มากกว่า 70 โวลท์ จะทำให้ช่างเชื่อมจะ รู้สึกอ่อนแรงทุกครั้ง เมื่อเปลี่ยนลวดเชื่อม (ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของช่างเชื่อม) ในกรณีทำงานบนที่สูง อาจทำให้เกิดการพลัดตกได้ อย่างไรก็ตามสถาบันมาตรฐานได้กำหนด OCV สูงสุด ไม่เกิน 113 โวลท์ สำหรับเครื่องเชื่อมกระแสตรงและไม่เกิน 90 โวลท์ สำหรับเครื่องเชื่อมกระแสสลับ แหล่งกำเนิดพลังงาน แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าในการเชื่อมมีอยู่ 3 ชนิด 1. มอเตอร์เยนเนอเรเตอร์ 2. ทรานฟอร์เมอร์ 3. เร็คติไฟเออร์ดีซี มอเตอร์ เยนเนอเรเตอร์ คือ แหล่งกำเนิดที่ใช้มอเตอร์เป็นตัวขับให้ไฟกระแสตรงเครื่องเชื่อมกระแสตรง ซึ่งผลิตกระแสหรือแสงสว่างโดยอัตโนมัติ เครื่องเชื่อมแบบนี้ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ เครื่องยนต์เบนซินหรือเครื่องดีเซล สำหรับเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าแบบเบนซินและดีเซล เหมาะสำหรับพื้นที่ซึ่งไม่มีไฟฟ้าใช้ เยนเนอเรเตอร์ ออกแบบให้ทำหน้าที่ 3 อย่าง คือ 1. ปรับค่าของกระแสได้ตามความต้องการ 2. ให้แรงเคลื่อนและกระแสไฟฟ้าที่ใกล้เคียงกับแหล่งกำเนิด 3. ให้แรงคลื่อนที่สม่ำเสมอขณะทำการเชื่อม ในหัวข้อที่ 3 เป็นข้อพิเศษและสำคัญ เนื่องจากเป็นการควบคุมการไหลของธูปเชื่อมขณะทำการเชื่อม หากระยะการอาร์คชิดเกินไป เป็นเหตุให้คุณค่าของแรงเคลื่อนเปลี่ยนไปขณะที่เชื่อม ทำให้การเชื่อมไม่มีประสิทธิภาพ เพราะจะทำให้กระแสสูงเกินไป ทำให้เกิดลูกไฟเล็กๆกระเด็น และทำให้กระแสในการอาร์คหันเหออกนอกทิศทาง ดังนั้นเยนเนอร์เรเตอร์จึงถูกออกแบบเพื่อให้แรงเคลื่อนเปลี่ยนแปลงได้อย่างสม่ำเสมอขณะทำการเชื่อม ขนาดของเครื่องเชื่อมไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นมาให้มีความสามารถรับความจุของกระแสได้แตกต่างกัน เช่น 150,200,300,400 และ 600 แอมแปร์ ซึ่งเป็นกระแสสูงสุดที่นำออกมาใช้งานภายนอก เครื่องเชื่อมที่มีความจุของกระแส 150 แอมแปร์ สามารถปรับกระแสสูงสุดได้ 150 แอมแปร์ การตั้งกระแสไฟฟ้าในการเชื่อมขึ้นอยู่กับความหนาของโลหะที่จะทำการเชื่อม การวางสวิทช์สำหรับควบคุมกระแสไฟฟ้าแตกต่างกันแล้วแต่บริษัทผู้ผลิต แต่ที่ดีที่สุด ได้แก่สวิทซ์ควบคุมกระแสไฟฟ้าชนิดหน้าปัด หรืออาจจะเป็นแบบวงล้อหรือระดับเลื่อนไปมาก็ได้ ซึ่งสามารถเลือกหาค่าของกระแสไฟฟ้าถูกต้องหรือใกล้เคียงที่สุด การปรับระยะอาร์คขึ้นอยู่กับขนาดของลวดเชื่อม และความหนาของแผ่นงาน ขั้วไฟฟ้าของเครื่องเชื่อม ขั้วไฟฟ้าเป็นเครื่องแสดงทิศทางของการไหลของกระแสในวงจร ถ้าหากกระแสไหลไปทิศทางใดทางหนึ่งเพียงทิศทางเดียว เราเรียกว่า เครื่องเชื่อมกระแสตรง ขั้วก็เป็นสิ่งสำคัญอันหนึ่ง เพราะว่างานเชื่อมโลหะบางชนิดอาจทำให้กระแสต้องเปลี่ยนไป การต่อสายเชื่อมเมื่อสายเชื่อมต่อกับขั้วลบ ของเครื่องเชื่อมสายที่จับอยู่กับงานต่อขั้วบวก ของเครื่องเชื่อม เราเรียกว่า การต่อแบบขั้วตรง ถ้าสายหัวเชื่อมต่อกับขั้วบวกของเครื่องเชื่อมและสายที่จับชิ้นงานต่อกับขั้วลบของเครื่องเชื่อม เราเรียกว่า กลับขั้ว เครื่องเชื่อมกระแสตรง ปัจจุบันบางชนิดสามารถปรับขั้วได้เลย โดยเปลี่ยนสวิทช์เปลี่ยนขั้ว อยู่ในตัวของมัน ยังมีเครื่องเชื่อมอีกชนิดหนึ่งซึ่งสามารถทำให้กระแสไฟคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง เราเรียกว่าเครื่องเชื่อมกระแสสลับ ซึ่งสายเชื่อมและสายงานจะต่อกับขั้วไหนก็ได้ไม่จำเป็น เครื่องเชื่อมไฟฟ้ากระแสสลับ ใช้ทรานฟอร์เมอร์แทนเครื่องกำเนิด ทำหน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าในการเชื่อม กระแสสลับประกอบด้วยขดลวดประถมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ ซึ่งสามารถปรับด้วยตัวปรับ เอากระแสออกมาใช้งาน ขดลวดประถมภูมิรับกระแสจากแหล่งกำเนิดป้อนเข้าสนามแม่เหล็ก ได้แก่แกนทรานฟอร์เมอร์ ขดลวดทุติยภูมิไม่ได้ต่อจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแต่เกิดจากการเปลี่ยนเส้นแรงแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กไหลผ่านตัวนำทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสูงกว่าต้นกำเนิด และนำกระแสไฟฟ้านี้ไปใช้ในการเชื่อมโลหะ กระแสที่นำออกมาใช้ถูกควบคุมโดยตัวควบคุม ซึ่งสามารถปรับให้กระแสสูงต่ำได้ตามความต้องการ การเชื่อมโลหะที่ใช้ไฟฟ้าเป็นต้นกำเนิดความร้อนซึ่งจะทำให้เกิดการอาร์ก
จึงเป็นระบบที่ใช้กับเครื่องเชื่อมธรรมดาโดยใช้กับกรรมวิธีเชื่อมแบบต่าง ๆ เช่น ลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์ (SMAW) การเชื่อมทิก (TIG) การเชื่อมอาร์กคาร์บอน (CAW) การเชื่อมสลัก (SW) สำหรับการเชื่อมใต้ฟลักซ์ (SAW) ที่ใช้ลวดขนาดใหญ่จะใช้เครื่องเชื่อมลักษณะนี้ แต่จะต้องใช้เครื่องป้อนลวดชนิดไวต่อแรงเคลื่อนไฟฟ้า
รูปที่ 1 แสดงแผนภาพแรงเคลื่อน - กระแส ของเครื่องเชื่อมชนิดกระแสคงที่ (CC) 2) เครื่องเชื่อมแบบแรงดันไฟฟ้าคงที่ (Constant Voltage ; CV)
รูปที่ 2 แสดงแผนภาพแรงเคลื่อน - กระแส ของเครื่องเชื่อมชนิดแรงดันคงที่ (CV)
Advertising Zone Close
|
|
ด้วยความปราถนาดีจาก