การได้สีที่สม่ำเสมอในการเชื่อม MIG บนเหล็กสแตนเลส: บทบาทของส่วนผสมก๊าซและอัตราการไหล

การได้สีที่สม่ำเสมอในการเชื่อม MIG บนเหล็กสแตนเลส: บทบาทของส่วนผสมก๊าซและอัตราการไหล

สำหรับผู้ที่ทำการผลิตชิ้นส่วนด้วยสแตนเลส สีของการเชื่อมที่ได้ไม่ใช่เพียงแค่เรื่องของความแข็งแรงและการเจาะลึกเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับความสวยงามและความต้านทานการกัดกร่อนอีกด้วย สัญญาณบ่งชี้ที่ชัดเจนของการเชื่อมสแตนเลสที่สะอาดและมีคุณภาพคือสีเงินเงาหรือสีทองอ่อน (สีฟาง) ที่สม่ำเสมอ ในทางตรงกันข้าม การเชื่อมที่มีสีน้ำเงิน ม่วง เทา หรือดำ คือสัญญาณบ่งชี้ถึงการเกิดออกซิเดชันและอาจทำให้ความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุลดลง

แม้ปัจจัยต่างๆ เช่น ความเร็วในการเชื่อม อุณหภูมิที่ใช้ และความสะอาดของพื้นผิว จะมีผลต่อสีของการเชื่อม แต่ก๊าซป้องกันที่ใช้เป็นปัจจัยหลักที่กำหนดสีของการเชื่อมบทความนี้อธิบายหลักการทางวิทยาศาสตร์และขั้นตอนการปฏิบัติที่เหมาะสม เพื่อให้ได้สีของการเชื่อมสแตนเลสที่สม่ำเสมอสวยงาม โดยใช้ส่วนผสมของก๊าซและการปรับอัตราการไหลที่เหมาะสมสำหรับการเชื่อมแบบ MIG (GMAW)

เหตุใดสีของการเชื่อมจึงสำคัญ: ไม่ใช่เพียงแค่เรื่องรูปลักษณ์ภายนอก

สีที่ปรากฏบนรอยเชื่อมเป็นเครื่องชี้วัดระดับออกซิเดชัน คล้ายกับสีที่เกิดขึ้นบนเหล็กที่ถูกความร้อน แต่สามารถบ่งบอกระดับการปนเปื้อนที่เกิดขึ้นขณะที่รอยเชื่อมยังร้อนอยู่

• สีเงิน / สีฟางอ่อน (ทอง): แสดงว่ามีการเกิดออกซิเดชันน้อยที่สุด โครเมียมในสแตนเลสซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ทำให้สแตนเลสมีคุณสมบัติ "ไม่เป็นสนิม" ยังคงได้รับการปกป้องไว้ รอยเชื่อมยังคงมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างเต็มที่

• สีฟางเข้ม / สีน้ำเงิน / สีม่วง: แสดงระดับการสัมผัสกับออกซิเจนที่เพิ่มมากขึ้น เริ่มมีโครเมียมเกิดการออกซิเดชัน ทำให้เกิดชั้นบางๆ บนพื้นผิว ส่งผลให้ปริมาณโครเมียมลดลงที่บริเวณรอยต่อของรอยเชื่อม ทำให้วัสดุ susceptible ต่อการกัดกร่อน (กระบวนการนี้เรียกว่า "sugaring")

• เทา / ดำ: บ่งชี้ถึงการเกิดออกซิเดชันและปนเปื้อนอย่างรุนแรง รอยเชื่อมมีคราบสนิมหนาเต็มไปด้วยสเกล ความต้านทานต่อการกัดกร่อนลดลงอย่างมาก และคราบเขม่าที่เหลืออยู่มักจะกักเก็บสิ่งปนเปื้อนไว้ได้

เป้าหมายไม่ใช่แค่รอยเชื่อมที่ "สวยงาม" เท่านั้น แต่ต้องเป็นรอยเชื่อมที่ มีคุณสมบัติใช้งานได้ดี ซึ่งสามารถรักษาคุณสมบัติเฉพาะตัวของวัสดุฐานเอาไว้ได้

เกราะป้องกัน: พื้นฐานของก๊าซป้องกัน

วัตถุประสงค์หลักของก๊าซป้องกันคือ การสร้างสภาพแวดล้อมเฉื่อยที่สามารถแทนที่อากาศในบรรยากาศ (ออกซิเจนและไนโตรเจนโดยเฉพาะ) ที่อยู่รอบๆ บริเวณโลหะที่หลอมละลาย ในกรณีของสแตนเลสที่มีปฏิกิริยาไวเมื่ออยู่ที่อุณหภูมิสูง ก๊าซป้องกันจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

การเลือกส่วนผสมของก๊าซที่เหมาะสม

ส่วนผสมมาตรฐาน C25 (อาร์กอน 75% / คาร์บอนไดออกไซด์ 25%) ที่ใช้กับเหล็กกล้าอ่อน ไม่เหมาะ สำหรับการเชื่อม MIG ด้วยเหล็กกล้าไร้สนิม ก๊าซ CO₂ จะแตกตัวในส่วนของอาร์ก ปล่อยออกซิเจนที่ทำให้เกิดการออกซิเดชันและการดูดซับคาร์บอน ซึ่งอาจนำไปสู่การกัดกร่อน

ต่อไปนี้คือส่วนผสมของก๊าซที่นิยมใช้และมีประสิทธิภาพสำหรับการเชื่อม MIG เหล็กกล้าไร้สนิม:

1. สูตร "คลาสสิก" แบบสามส่วนผสม (Tri-Mix): 90% ฮีเลียม / 7.5% อาร์กอน / 2.5% CO₂

   • ทำไมถึงใช้งานได้ผล: เป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรมสำหรับการถ่ายแบบสเปรย์ (spray transfer) บนเหล็กกล้าไร้สนิม

     • ฮีเลียม (He): เพิ่มการนำความร้อนและแรงดันอาร์ก ส่งผลให้เกิดรอยเชื่อมที่กว้าง แบนราบ เนียนชุ่มชื้นมากขึ้น และมีการเจาะลึกที่ดีขึ้น รวมถึงเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่

     • อาร์กอน (Ar): ให้อาร์กมีความเสถียรและเป็นฐานที่มั่นคงสำหรับส่วนผสม

     • CO₂ (คาร์บอนไดออกไซด์): ปริมาณเล็กน้อยที่ควบคุมได้ (ไม่เกิน 3%) ช่วยให้อาร์กมีเสถียรภาพและปรับปรุงการแพร่ของโลหะเชื่อมให้เนียนสม่ำเสมอ โดยไม่มี ทำให้เกิดการดูดซับคาร์บอนหรือการออกซิเดชันอย่างมีนัยสำคัญ

   • ดีที่สุดสำหรับ: โหมดการถ่ายโอนแบบสเปรย์บนวัสดุที่หนาขึ้น ส่งผลให้ได้สีที่ยอดเยี่ยม (สีเงินไปจนถึงสีเหลืองอ่อน) และการเจาะทะลุได้ดี

2. ทางเลือกที่คุ้มค่า: อาร์กอน 98% / CO₂ 2%

   • ทำไมถึงใช้งานได้ผล: ส่วนผสมนี้เป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการถ่ายโอนแบบชอร์ต-เซอร์กิต (สำหรับวัสดุบาง) และยังสามารถรองรับการถ่ายโอนแบบสเปรย์ได้อีกด้วย การมี CO₂ ในปริมาณที่ต่ำมากนั้นเพียงพอที่จะช่วยให้เกิดความเสถียรของอาร์กไฟฟ้าและปรับปรุงการไหลของโลหะหลอมเหลว โดยที่ยังสามารถลดการเกิดออกซิเดชันได้

   • ดีที่สุดสำหรับ: การถ่ายโอนแบบชอร์ต-เซอร์กิตบนวัสดุที่มีความหนาน้อยกว่า 1/8 นิ้ว และสำหรับร้านค้าที่ต้องการใช้ถังก๊าซที่มีความเรียบง่าย และมักจะมีราคาถูกกว่า

3. ทางเลือกที่ปราศจากออกซิเจน: อาร์กอน 99% / O₂ 1% (หรืออาร์กอน 100%)

   • ข้อควรระวัง: แม้ว่าออกซิเจนจะถูกใช้ในบางครั้งใน มาก ปริมาณเล็กน้อย (1-2%) สำหรับเหล็กสเตนเลสแบบออกสเทนนิติก เพื่อปรับปรุงความเสถียรของอาร์กไฟฟ้าและการไหลของโลหะหลอมเหลว แต่จะทำให้เกิด เสมอ การออกซิเดชันในระดับหนึ่ง ซึ่งนำไปสู่สีที่เข้มขึ้น อาร์กอน 100% สามารถใช้งานได้ แต่มักทำให้เกิดอาร์กไม่เสถียรและรอยเชื่อมมีลักษณะไม่ดี การหลีกเลี่ยงการใช้ออกซิเจนจะให้สีที่ดีที่สุด ทางเลือกที่ดีกว่าคือการใช้ก๊าซผสมสามชนิด หรือการผสมระหว่างอาร์กอนกับ CO₂

การตั้งค่า: บทบาทสำคัญของอัตราการไหล

คุณอาจมีส่วนผสมของก๊าซที่สมบูรณ์แบบ แต่หากอัตราการไหลไม่เหมาะสม ก็ยังทำให้เกิดรอยเชื่อมที่ปนเปื้อนได้

• ต่ำเกินไป (< 25 ลูกบาศก์ฟุตต่อชั่วโมง): การปกคลุมของก๊าซไม่เพียงพอ ไม่สามารถผลักอากาศออกจากบริเวณบ่อเชื่อมได้หมด ความปั่นป่วนที่เกิดจากการเคลื่อนไหวของหัวพ่นเชื่อมอาจดูดอากาศเข้ามาในพื้นที่ปกป้องก๊าซ ทำให้เกิดการออกซิเดชัน คุณจะเห็นรอยเชื่อมมีสีดำและมีคราบเขม่า

• สูงเกินไป (> 40 ลูกบาศก์ฟุตต่อชั่วโมง): เป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อย การไหลของก๊าซที่มากเกินไปจะทำให้เกิดความปั่นป่วนในลำก๊าซ ซึ่งจะดูดอากาศจากสภาพแวดล้อม เข้าไป เข้ามาในพื้นที่ป้องกัน นอกจากนี้ยังทำให้สิ้นเปลืองก๊าซ และทำให้บ่อเชื่อมเย็นตัวเร็วเกินไป ผลลัพธ์ที่ได้คือ การเกิดออกซิเดชันและรอยด่างสี

เขตอัตราการไหลที่เหมาะสม: โดยทั่วไป 30-35 ลูกบาศก์ฟุตต่อชั่วโมง (CFH) เป็นช่วงอัตราการไหลที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเชื่อม MIG ที่ใช้งานโดยทั่วไป

สำคัญ: ควรทำการปรับเทียบเครื่องวัดอัตราการไหลให้ตรงเสมอ ในขณะที่ โดยการกดไกปืนพ่น ด้วยเหตุที่มาตรวัดแรงดันอาจแสดงค่าที่แตกต่างออกไปเมื่อก๊าซไม่ได้ไหล

ขั้นตอนปฏิบัติสำหรับการได้สีที่สม่ำเสมออย่างสมบูรณ์แบบ

1. เริ่มต้นบนพื้นฐานที่สะอาดใหม่ ควรกำจัดสนิมออก น้ำมัน กรีส และสิ่งสกปรกในบริเวณรอยต่อให้หมด โดยใช้แปรงลูกขัดสแตนเลสหรือเครื่องเจียร์เฉพาะทาง สิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิวจะไหม้ติดเข้าไปในหลุมเชื่อม

2. เลือกส่วนผสมที่เหมาะสม เลือก a ส่วนผสมสามชนิด (He/Ar/CO2) สำหรับการถ่ายแบบฝอยละอองบนวัสดุที่หนา หรือ 98/2 (Ar/CO2) ส่วนผสมสำหรับการเชื่อมแบบชอร์ต-เซอร์กิตบนวัสดุบาง

3. ตั้งค่าอัตราการไหลของคุณ: เริ่มต้นที่ 30-35 ลบ.ฟุต/ชั่วโมง .

4. ตรวจสอบความสมบูรณ์ของอุปกรณ์:

   • ตรวจสอบการรั่วไหล: รอยรั่วเล็กๆ บนท่อหรือข้อต่อของแก๊สสามารถทำให้อากาศเข้าสู่ระบบได้

   • เลือกใช้ชิ้นส่วนปลายสัมผัสและหัวฉีดที่มีขนาดเหมาะสม: หัวฉีดที่ใหญ่กว่าจะช่วยให้ครอบคลุมพื้นที่ได้ดีขึ้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนปลายสัมผัสไม่ถอยหดเข้าไปมากเกินไป

5. ใส่ใจในเทคนิคการทำงาน: รักษาระยะการยื่นออก (โดยปกติประมาณ 3/4 นิ้ว) และความเร็วในการเคลื่อนให้คงที่ การขยับหัวพ่นไปมาอาจทำให้บริเวณขอบท้ายของหลุมเชื่อมถูกอากาศโจมตีได้ เทคนิคการดันหัวพ่นเล็กน้อยมักจะให้การปกป้องด้วยแก๊สดีกว่าเทคนิคการดึงหัวพ่น

6. พิจารณาการสำรอง: สำหรับการใช้งานที่สำคัญ การใช้ อุปกรณ์ก๊าซท้าย ที่พ่นก๊าซเฉื่อยครอบบริเวณรอยเชื่อมที่ยังร้อนอยู่ สามารถช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของสีได้อย่างมาก โดยการปกป้องโลหะขณะเย็นตัว

คู่มือแก้ไขปัญหาเบื้องต้น

สรุป

การได้รอยเชื่อมสแตนเลสสีเงินสดใสสม่ำเสมอ เป็นเครื่องหมายของช่างผู้เชี่ยวชาญที่เข้าใจกระบวนการทำงานของตนเองอย่างแท้จริง มันสะท้อนโดยตรงถึงความสมบูรณ์และความมีคุณภาพ หากคุณก้าวให้พ้นจากการใช้ก๊าซมาตรฐานสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ โดยเลือกส่วนผสมเฉพาะ เช่น สามส่วนผสม (tri-mix) หรือ 98/2 อย่างระมัดระวัง และปรับอัตราการไหลให้แม่นยำที่ 30-35 ลูกบาศก์ฟุตต่อชั่วโมง (CFH) คุณจะเปลี่ยนรอยเชื่อมของคุณจากรอยเชื่อมที่ใช้งานได้ธรรมดา ให้กลายเป็นรอยเชื่อมที่ใช้งานได้ดีเยี่ยม อย่าลืมว่าในการเชื่อมเหล็กสแตนเลส สีของรอยเชื่อมคือตัวบ่งบอกที่แท้จริง ดังนั้นจงทำให้เรื่องราวที่สีของรอยเชื่อมบอกเล่านั้นเป็นเรื่องราวของความสมบูรณ์แบบ

แผนปฏิบัติการของคุณ: ตรวจสอบส่วนผสมของก๊าซปัจจุบันของคุณ และตั้งค่ามิเตอร์ควบคุมการไหลให้ถูกต้องในงานสแตนเลสครั้งต่อไป คุณจะเห็นได้ทันทีถึงการปรับปรุงทั้งในด้านภาพลักษณ์และการทำงาน