กระบวนการเชื่อมด้วยไฟฟ้าเต็มรูปแบบสำหรับท่อเหล็กขนาดใหญ่

ท่อส่งความร้อนขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ในปัจจุบันทำจากท่อเหล็กคาร์บอนต่ำแบบเกลียว ข้อกำหนดทั่วไปคือ ในการตรวจสอบคุณภาพรอยเชื่อมแบบหมุนและรอยเชื่อมแบบคงที่ การสุ่มตัวอย่างควรมีระดับตั้งแต่ระดับ II ขึ้นไป ขั้นตอนการทำงานมีดังต่อไปนี้:

ขั้นแรก คือ การเตรียมการก่อนการเชื่อมท่อเหล็กขนาดใหญ่
ท่อเหล็กที่ใช้คือเหล็ก Q235 ขนาด 820 มม. × 10 มม. แบบเชื่อมเกลียว ใช้เครื่องเชื่อมไฟฟ้ากระแสสลับ ZX7-500 และลวดเชื่อม E4303 อบแห้งที่อุณหภูมิ 150℃ เป็นเวลา 1 ชั่วโมงก่อนใช้งาน ใช้งานได้ทันที ก่อนการเชื่อม ควรทำความสะอาดสิ่งสกปรก น้ำมัน สนิม ความชื้น ฯลฯ บนพื้นผิวของท่อกว้าง 60 มม. ทั้งสองด้านของร่อง เพื่อให้เห็นความเงางามของโลหะ

ประการที่สอง การเชื่อมข้อต่อท่อเหล็กหมุน
1. การจัดกลุ่มและการวางตำแหน่ง: การจัดกลุ่มและการวางตำแหน่งรอยเชื่อมของข้อต่อท่อเหล็กเป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันคุณภาพการเชื่อมและส่งเสริมการขึ้นรูปที่ดีของข้อต่อท่อเหล็ก หากรูปทรงร่อง ช่องว่างการจัดกลุ่ม และขนาดขอบทื่อไม่เหมาะสม อาจทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น รอยบุ๋ม รอยเชื่อมเป็นปุ่ม และการเชื่อมไม่สมบูรณ์ เมื่อทำการเชื่อมวางตำแหน่ง ควรใช้แผ่นวางตำแหน่ง (200 มม. × 80 มม. × 10 มม.) จำนวน 8 ถึง 10 แผ่น กระจายอย่างสม่ำเสมอรอบท่อตามสถานการณ์ของข้อต่อท่อเหล็ก โดยมีช่องว่างการจัดกลุ่ม 4 มม. เมื่อทำการวางตำแหน่ง ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าท่ออยู่ตรงกลาง และการเบี่ยงเบนควรน้อยกว่า 1.5 มม. เมื่อทำการเชื่อมแผ่นวางตำแหน่ง ควรเชื่อมในทิศทางเดียวกับรอยเชื่อมของแผ่นท่อเพื่อความสะดวกในการถอดออก
2. การเชื่อมชั้นฐาน ใช้วิธีการเชื่อมแบบอาร์คด้านเดียวและการขึ้นรูปสองด้าน ใช้ลวดเชื่อมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.2 มม. และเชื่อมด้วยวิธีตัดอาร์ค กระแสเชื่อมอยู่ที่ 115~125 แอมป์ ขณะเชื่อม ต้องปฏิบัติตามหลักการ “เริ่มอาร์คตรงกลางและดับอาร์คทางด้านขวา” อย่างเคร่งครัด (กล่าวคือ หลังจากที่ลวดเชื่อมเริ่มอาร์คตรงกลางร่องแล้ว ให้หมุนลวดเชื่อมไปทางด้านซ้ายของร่องอย่างรวดเร็วในแนวนอน จากนั้นหมุนกลับไปทางด้านขวาของร่องและดับอาร์คลงด้านล่าง) แต่ละครั้งที่ทำตามขั้นตอนนี้ จะใช้เวลาประมาณ 1.5 วินาที ระหว่างการเชื่อม ให้ปรับตำแหน่งการเชื่อมให้ได้ตำแหน่งที่ดีที่สุดโดยการหมุนข้อต่อท่อ กล่าวคือ ให้ทำการหมุนระหว่างเวลา 8:30 ถึง 10:30 (4:30 ถึง 2:30) ของข้อต่อท่อเหล็กเสมอ และค่อยๆ เลื่อนแผ่นกำหนดตำแหน่งออกทีละแผ่นเมื่อการเชื่อมขยายออกไป
3. การเชื่อมชั้นเติม ยังคงใช้ลวดเชื่อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.2 มม. กระแสเชื่อม 115-130 แอมป์ และการเชื่อมแบบต่อเนื่อง ก่อนการเชื่อม ให้ทำความสะอาดเศษตะกรันจากการเชื่อมชั้นฐานก่อน จากนั้นให้รักษาตำแหน่งการเชื่อมไว้ที่ 9 ถึง 11 นาฬิกา (3 นาฬิกาถึง 1 นาฬิกา) โดยการหมุนข้อต่อท่อ ในระหว่างการเชื่อม แท่งเชื่อมจะถูกแกว่งเป็นรูปตัว “8” โดยมีหลักการเชื่อมที่ช้าลงเล็กน้อยที่ด้านข้างและเชื่อมเร็วขึ้นตรงกลาง วิธีนี้จะทำให้รอยเชื่อมของชั้นเติมเรียบ และไม่มีร่องลึก (มุม) ปรากฏที่ด้านข้างของร่อง เพื่อป้องกันข้อบกพร่อง เช่น การมีเศษตะกรันแทรกอยู่ระหว่างชั้น ควรใช้ช่วงอาร์คเชื่อมสั้นและควรแกว่งแท่งเชื่อมอย่างสม่ำเสมอเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของบ่อหลอมเหลวและให้โอกาสเศษตะกรันและรูพรุนในรอยเชื่อมก่อนหน้าได้หลอมละลายอีกครั้ง เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง เช่น การมีเศษตะกรันและรูพรุน ซึ่งเอื้อต่อการเชื่อมของชั้นผิว พื้นผิวด้านบนของรอยเชื่อมของชั้นเติมต้องต่ำกว่าพื้นผิวท่อ 0.5~1.5 มม. และควรคงรูปทรงของร่องไว้
4. การเชื่อมชั้นปิด ใช้ลวดเชื่อมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. และกระแสเชื่อม 150~160 แอมป์ ขั้นตอนการเชื่อมเหมือนกับการเชื่อมชั้นเติม ควรขยับลวดเชื่อมอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้ได้รอยเชื่อมที่สวยงาม รอยเชื่อมทั้งสองด้านควรเลยขอบร่องออกไป 2 มม. และความสูงส่วนเกินของรอยเชื่อมควรอยู่ที่ประมาณ 2 มม.
5. การเชื่อมชั้นล่าง สำหรับด้านหลังที่มีการขึ้นรูปไม่ดีหรือไม่ตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิค ให้ใช้ลวดเชื่อมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. และกระแสเชื่อม 160~180 แอมป์ เพื่อหลอมละลายรอยเชื่อมภายในท่ออีกครั้งและทำการเชื่อมด้านล่าง วิธีนี้จะทำให้ความกว้างและความสูงของรอยเชื่อมภายในท่อสม่ำเสมอ การขึ้นรูปสวยงาม และการเปลี่ยนผ่านราบเรียบ ข้อบกพร่องต่างๆ เช่น รอยบุ๋ม รอยนูน และรูหดตัวบนรอยเชื่อมภายในท่อจะถูกกำจัดออกไป และตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิคของแบบร่าง

ประการที่สาม การเชื่อมข้อต่อท่อเหล็กแบบตายตัว
รูปแบบร่องของข้อต่อท่อเหล็กคงที่โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับข้อต่อท่อเหล็กหมุน ความแตกต่างคือข้อต่อจะดับอาร์คขึ้นด้านบนทางด้านขวา ทำให้ด้านซ้ายและด้านขวาเป็นการเชื่อมแบบอาร์คขาดสลับกัน อาร์คสามารถดับได้จนกว่าจะเกิน 12 จุดและ 10 มม. ในระหว่างกระบวนการเชื่อม ความเร็วในการเชื่อมไม่ควรเร็วเกินไป มิฉะนั้นจะส่งผลต่อการขึ้นรูปภายในท่อ และอาจทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น การรวมตัวของตะกรันและรูหดตัว เมื่อเปลี่ยนข้อต่อลวดเชื่อม การทำงานจะเหมือนกับการเชื่อมท่อหมุน การใช้มุมลวดเชื่อมที่ถูกต้องและการควบคุมความยาวของอาร์คเป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันคุณภาพการเชื่อม มุมของอิเล็กโทรดของชั้นฐาน ชั้นเติม และชั้นปิดโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน แต่ความยาวของอาร์คและวิธีการป้อนลวดเชื่อมนั้นแตกต่างกัน รูปร่างของบ่อหลอมส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยความยาวของอาร์คและวิธีการป้อนลวดเชื่อม การเชื่อมท่อจะทำเป็นสองครึ่งวงกลม โดยเลือกจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของอาร์คที่อยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของครึ่งวงกลมของท่อไปด้านหน้า 10 มิลลิเมตร

1. วิธีการทำงานของชั้นฐาน
① การเชื่อมข้อต่อท่อเหล็กครึ่งแรก: ใช้ลวดเชื่อมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.2 มม. และกระแสเชื่อม 115~125 แอมป์ ขณะเชื่อม ให้เริ่มอุ่นจุดเริ่มต้นก่อน (10 มม. ก่อนถึงตำแหน่ง 6 นาฬิกา) ด้วยการอาร์คยาว เมื่อเหล็กหลอมเหลวเริ่มละลายในร่อง ให้ลดอาร์คลงอย่างรวดเร็ว โดยเริ่มจากการแกว่งในแนวนอนจากขวาไปซ้าย จากนั้นแกว่งจากซ้ายไปขวา แล้วดับอาร์คลงด้านล่างเพื่อสร้างแอ่งหลอมเหลวแรก เมื่อเริ่มอาร์คอีกครั้ง เพื่อหลีกเลี่ยงรอยบุ๋มที่ด้านหลังของผนังท่อ ควรจัดแนวอาร์คให้ตรงกับมุมด้านในของร่อง และดันลวดเชื่อมขึ้นให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อให้อาร์คสัมผัสกับผนังท่ออย่างสมบูรณ์ ตำแหน่งการเชื่อมแบบแนวตั้งและแบบปีนขึ้น คือ ตั้งแต่ 3 นาฬิกาถึง 1 นาฬิกา หรือ 9 นาฬิกาถึง 11 นาฬิกา ความยาวของอาร์คควรเปลี่ยนเป็น 2-3 มม. (จากพื้นผิวด้านในของร่อง) มิฉะนั้นจะเกิดข้อบกพร่องในการเชื่อมขนาดใหญ่ที่ผนังท่อ ส่วนตำแหน่งการเชื่อมแบบราบ คือ ตั้งแต่ 11 นาฬิกาถึง 12 นาฬิกา (จาก 1 นาฬิกาถึง 12 นาฬิกา) การเชื่อมควรทำโดยการสลับอาร์คไปทางซ้ายและขวา กล่าวคือ เริ่มอาร์คจากด้านซ้ายก่อน เมื่อร่องด้านซ้ายหลอมละลายแล้ว ให้ดับอาร์คขึ้นด้านบนทันทีทางด้านซ้าย จากนั้นเริ่มอาร์คจากด้านขวา เมื่อร่องด้านขวาหลอมละลายแล้ว ให้ดับอาร์คขึ้นด้านบนทันทีทางด้านขวา โดยให้ขนาดของรูหลอมละลายมีขนาดใกล้เคียงกัน (ควรหลอมละลายประมาณ 2 มม. ทั้งสองด้านของร่อง) และมุมเอียงของอิเล็กโทรดจะคล้ายกับการเชื่อมแบบแนวตั้ง (เอียงลง 80-85°) เมื่อเปลี่ยนข้อต่ออิเล็กโทรด ควรทำอย่างรวดเร็ว ขั้นแรก ให้ยืดอาร์คเพื่ออุ่นท่อก่อน เมื่อเห็นเหงื่อไหลในบ่อหลอมเหลว ให้ลดอาร์คลงอย่างรวดเร็วเพื่อทำการเชื่อม เมื่ออิเล็กโทรดแกว่งไปถึงกึ่งกลางร่อง ให้กดอาร์คเข้าไปด้านในอย่างตั้งใจและค้างไว้ประมาณ 2 วินาที หลังจากได้ยินเสียง "ปุ๊ฟ" แล้ว ให้กลับไปทำการเชื่อมตามปกติ วิธีนี้สามารถช่วยหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง เช่น รอยบุ๋มหรือรอยต่อที่ไม่ดีในการเชื่อมท่อเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อทำการปิดผนึกข้อต่อ ให้ใส่ใจเป็นพิเศษกับสองประเด็น: เจียรแนวเชื่อมเริ่มต้นของรอยต่อรอบวงให้เป็นลาดเอียง และหลีกเลี่ยงการเชื่อมข้อต่ออื่นที่อยู่ห่างจากข้อต่อที่ปิดผนึกแล้วประมาณ 20 มม.
② การเชื่อมครึ่งวงกลมส่วนที่สอง: ก่อนการเชื่อม ให้ใช้ล้อเจียรแบบมือเจียรปลายทั้งสองด้านของครึ่งวงกลมส่วนแรกให้เป็นลาดเอียงเล็กน้อย โดยเจียรออกประมาณ 5-10 มม. ที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด แต่ระวังอย่าให้ขอบของร่องเสียหาย กระบวนการเชื่อมจะเหมือนกับครึ่งวงกลมส่วนแรก อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าเมื่อเชื่อมครึ่งวงกลมส่วนที่สองไปจนถึงระยะประมาณ 10 มม. จากปลายของครึ่งวงกลมส่วนแรก และปิดปลายแล้ว ห้ามดับอาร์คอีก เมื่อเชื่อมปิดแล้ว ควรค่อยๆ กดอิเล็กโทรดลง เมื่อได้ยินเสียง "ฟันกระทบ" แสดงว่ารากได้หลอมละลายทะลุและหัวเชื่อมติดกันแล้ว ในเวลานี้ ห้ามดับอาร์ค ควรแกว่งอิเล็กโทรดไปมาที่รอยต่อเพื่อยืดเวลาและเติมเหล็กหลอมเหลวให้เต็มเพื่อเชื่อมประสานให้สมบูรณ์ ป้องกันการเกิดการหดตัว
2. การเชื่อมชั้นเติม: ชนิดของอิเล็กโทรดในชั้นเติมจะเปลี่ยนไปตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ เทคนิคการเชื่อมแบบอาร์คต่อเนื่อง กระแสเชื่อม และการเคลื่อนที่ของแท่งเชื่อมนั้นเหมือนกับการเชื่อมท่อหมุน
3. การเชื่อมชั้นปิดผิว: การเชื่อมชั้นปิดผิวโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับการเชื่อมชั้นเติม
4. การเชื่อมชั้นล่าง: การเชื่อมชั้นล่างแตกต่างจากการเชื่อมท่อหมุน และต้องทำการเชื่อมแบบเต็มตำแหน่ง

ประการที่สี่ การบำบัดหลังการเชื่อม
หลังจากเชื่อมท่อความร้อนแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือ การตรวจสอบข้อบกพร่องด้วยรังสีเอ็กซ์ → การทดสอบแรงดันน้ำ → การบำบัดป้องกันการกัดกร่อนของรอยเชื่อม → การอุดรอยเชื่อมหลังจากผ่านชั้นฉนวนหรือชั้นนอก กระบวนการนี้ใช้ในการเชื่อมท่อความร้อน กระบวนการนี้ง่าย เรียนรู้ได้ง่าย ประสิทธิภาพการเชื่อมสูง อัตราการซ่อมแซมรอยเชื่อมต่ำ คุณภาพการเชื่อมดี และง่ายต่อการเผยแพร่

ประการที่ห้า สรุป
1. หัวใจสำคัญของการเชื่อมฐานคือการรับประกันคุณภาพการขึ้นรูปภายในของท่อโดยการควบคุมขนาดของรูหลอมเหลว หากรูใหญ่เกินไปจะทำให้เกิดปุ่มเชื่อมได้ง่าย หากรูเล็กเกินไปจะทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น การเชื่อมไม่ทะลุ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูหลอมเหลวที่เหมาะสมคือ = ช่องว่างระหว่างกลุ่ม + 3 มม. (หลอม 1.5 มม. ที่แต่ละด้านของร่อง)
2. เมื่อทำการเชื่อมฐาน ห้ามเลือกตำแหน่งของอิเล็กโทรดดับประกายไฟไว้ตรงกลางร่องเด็ดขาด ควรเลือกไว้ที่ด้านใดด้านหนึ่งของร่อง หรือบนเนื้อเชื่อมหลังจากเชื่อมเสร็จแล้ว เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดโพรงหดตัวที่โคนเชื่อม
3. แนะนำให้ใช้วิธีเชื่อมแบบแท่งรูปตัว “8” สำหรับการเชื่อมเติมชั้น วิธีนี้จะทำให้ได้รอยเชื่อมที่เรียบเนียนและสวยงามโดยไม่มีมุมแหลมคมที่ด้านข้างของร่อง และสามารถหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องต่างๆ เช่น เศษตะกรันและรูพรุนระหว่างชั้นได้
4. เพื่อให้ได้รอยต่อที่เรียบเนียนและรอยเชื่อมที่สวยงาม แนะนำให้ใช้แถบเชื่อมรูปพระจันทร์เสี้ยวสำหรับชั้นปิดผิว และทำการเชื่อมด้วยความเร็วในการเชื่อมที่เหมาะสม (บริเวณที่ชั้นเติมสูง ความเร็วในการเชื่อมจะเร็วขึ้นเล็กน้อย และบริเวณที่ชั้นเติมต่ำ ความเร็วในการเชื่อมจะช้าลงเล็กน้อย)
5. เมื่อทำการเชื่อมส่วนล่าง ให้คำนึงถึงมาตรการระบายอากาศด้วย