Magnetic field stud welding (SRM) – The technology of the future
A new process technique reduces spatter formation and arc blow effect in drawn arc stud welding with a rotating magnetic field
ปัญหาที่เกิดในการเชื่อมสตัดคือการการที่มีรอยเชื่อมไม่สมํ่าเสมอส่งผลต่อความแข็งแรงและคุณภาพของงานเชื่อมจึงมีการนําหัวเซรามิคมาใช้เในการครอบกัดของเหลวจากการเชื่อมให้อยู่ภายในบริเวณก่อนการแข็งตัวซึ่งวิธีดังกล่าวแม้จะแก้ปัญหาคุณภาพของรอยเชื่อมได้แต่ก็ไม่สามารถใช้ได้กับงานที่เป็ นระบบอัตโนมัติรวมทั้งการผลิตที่มีลักษณะเป็นแบบต่อเนื่องได้ดังนั้นการนําเทคนิคใหม่ที่ไม่ต้องใช้หัวครอบเซรามิคมาใช้จะช่วยลดพลังงานที่ใช้ในการเชื่อม รวมทั้งข้อบกพร่องต่างๆด้วยการใช้ก๊าซเชื่อมครอบ (shielding gas)
หลักการของกระบวนการเชื่อมโดยใช้สนามแม่เหล็ก
ใช้แก้ปัญหาที่เกิดกับการเชื่อมน็อต,เพลาหรือชิ้นงานต่างๆที่มีลักษณะเป็นวงหรือมีรูตรงกลางกับโลหะแผ่นโดยการใช้พลังงานจากสนามแม่เหล็กก่อให้เกิดการเหนี่ยวนําบริเวณพื้นผิวของวงแหวนทําให้เกิดการเชื่อมโดยรอบของผิววงแหวนเข้ากับแผ่นชิ้นงานในช่วงเวลาสั้นได้งานที่มีคุณภาพมีความแข็งแรงสูง
The stud is placed into contact with the workpiece and is raised. The arc is triggered.
Arc is guided in a spiral through the magnetic field and melts both join parts on their entire surface.
The stud is immersed in the very flat penetration zone and is inseparably connected.
เทคโนโลยีของอุปกรณ์การเชื่อม
Soyer จากเยอรมันนี้ได้คิดค้นและพัฒนาเทคนิคเพื่อนํามาใช้ร่วมกับวิธีการเชื่อมแบบ drawn arc โดยนําเสนอเครื่องรุ่นinverterพร้อมกับหัวยิงต่อเข้ากับชุดสร้างสนามแม่เหล็กและทําการป้อนก๊าซไปยังบริเวณของการเชื่อมโดยการทํางานของขดลวดแม่เหล็กที่เกิดจากแหล่งป้อนพลังงานความต่างศักดิѻจากภายนอกซึ่งสามารปิดหรือเปิดในระหว่างขั้นตอนของการเชื่อมได้โดยค่าพารามิเตอร์ต่างๆสําหรับสตัดแต่ละประเภทจะมีค่าเฉพาะแตกต่างกัน
เมื่อเปรียบเทียบระหว่างวิธีการเชื่อมแบบเดิมแล้ววิธีการแบบใหม่ที่ใช้พลังงานจากสนามแม่เหล็กจะมีลักษณะดังน
- เสียงของประกายไฟฟ้าที่เกิดจากการเชื่อม – มีความสม่ำเสมอ และไม่เกิดการลัดวงจร ซึ่งคล้ายกับการเชื่อมรอบของชิ้นงานที่ป็นวงแหวน
- รอยเชื่อมมีลักษณะเป็นกระจายตัวแนวสม่ำเสมอ
การวิเคราะห์รอยเชื่อม เมื่อเชื่อมโดยใช้สนามแม่เหล็ก พบว่ามีความลึกลงบนผิวงานเพียง 0.5 มม น้อยมากเมื่อเทียบกับการเชื่อมทั่วไป(ไม่มีสนามแม่เหล็ก) สามารถใช้ในบริเวณพื้นที่แคบหรือจำกัดได้ และใช้พลังงานน้อยกว่า ในขณะที่การเชื่อมแบบทั่วไปจำเป็นต้องใช้พลังงานสูงเพื่อให้ได้คุณภาพการเชื่อมดังกล่าว และยังสามารถใช้กับการเชื่อมระหว่างวัสดุแตกต่างกัน เช่น สตัดอัลลอยด์ บนชิ้นงานที่ไม่ใช่วัสดุอัลลอยด์ รวมทั้งชิ้นงานที่เป็นวงแหวน หรือมีรูกลวงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ปัญหาของรอยเชื่อมที่มักพบ
-
รอยเชื่อมไม่สมบูรณ์
ความไม่สม่ำเสมอ มีการลาดเทของรอยเชื่อม สาเหตุหลักเกิดจากการจับยึดสายดิน(earth connection) เพียงด้านเดียว ทำให้การเชื่อมติดไม่สมบูรณ์ จึงมีความแข็งแรงน้อยกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการเชื่อมที่ใช้สนามแม่เหล็ก -
การเชื่อมในแนวตั้ง
ได้แก่การเชื่อมบนผนังที่แนวตั้งฉาก การใช้สนามแม่เหล็กจะให้ผลการเชื่อมที่ดี โดยไม่ต้องใช้หัวครอบเซรามิค ลดปัญหาที่กระทบต่อ ความแข็งแรงและคุณภาพของรอยเชื่อม
ประโยชน์ของการเชื่อมโดยใช้สนามแม่เหล็ก (SRM)
- ช่วยลดพลังงานที่ใช้ในการเชื่อม
- ลดการสะบัดของของการหลอมเหลวในระหว่างการเชื่อม
- รอยเชื่อมมีความสม่ำเสมอ แข็งแรง ลดปัญหารอยเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์ที่มักพบกับการเชื่อมบนชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่เกินกว่าที่ใช้สายดินจับทั้งสองข้าง หรือในบริษัทที่ยากต่อการเชื่อมโดยไม่ต้องใช้หัวครอบเซรามิค
- รอยเชื่อมแข็งแรง และมีขนาดเล็ก
วิธีดังกล่าวข้างต้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการทำงาน และคุณภาพของการเชื่อม สำหรับผู้ใช้งานในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับงานเหล็กแผ่น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในการช่วยลดปัญหาต่างๆที่มักพบในระหว่างการเชื่อม