การเชื่อมแบบบั้นท้าย: อุปกรณ์ วิธีการ และเทคโนโลยีในการผลิต

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

การสร้างโครงสร้างโลหะใดๆ มักจะบ่งบอกถึงการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้และทนทานของส่วนประกอบแต่ละชิ้นและชิ้นส่วนในหน่วยกลไกเครื่องเดียว แน่นอน ผลิตภัณฑ์โลหะสามารถผลิตเป็นชิ้นส่วนเสาหินชิ้นเดียวได้ เช่น โดยการหล่อ อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งจำเป็นต้องสร้างการเชื่อมต่อที่ครบถ้วนโดยวิธีการพันธะโลหะระหว่างอะตอม พร้อมด้วยความร้อนสูงของบริเวณที่ประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน พูดง่ายๆ คือ การเชื่อมแบบก้นแฟลช

อุปกรณ์ วิธีการ และเทคโนโลยีกระบวนการผลิตเป็นที่สนใจของช่างเชื่อมมือใหม่จำนวนมาก การเชื่อมต่อประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์ เนื่องจากช่วยให้คุณสร้างรอยเชื่อมที่แข็งแรงและเชื่อถือได้

คุณสมบัติของการเชื่อมชน

การเชื่อมแบบก้นของวัสดุต่างๆ เป็นหนึ่งในการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งภายใต้อิทธิพลของแรงอัดและกระแสไฟฟ้า นั่นคือ ชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อระหว่างการเชื่อมแบบ flash butt จะถูกกดเข้าหากันและให้ความร้อนด้วยอาร์คไฟฟ้า

ถ้าเว้นวรรคชิ้นส่วนเป็นพลาสติก (โดยไม่ละลาย) จากนั้นการเชื่อมต่อประเภทนี้เรียกว่าการเชื่อมความต้านทาน เมื่อชิ้นงานถูกทำให้ร้อนจนหลอมเหลว กล่าวกันว่าขอบก้นของรอยเชื่อมนั้นใช้วิธีกะพริบ แต่ละวิธีเหล่านี้ใช้ในบางสถานการณ์ ซึ่งได้รับการประเมินโดยช่างเชื่อม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดสำหรับคุณภาพและความน่าเชื่อถือของตะเข็บเชื่อมต่อ ตลอดจนอุปกรณ์ที่ใช้

การมีอยู่ของข้อบกพร่องในรอยเชื่อมทำให้คุณภาพของงานลดลงอย่างมาก ดังนั้น เพื่อขจัดปัญหานี้ จำเป็นต้องทำความสะอาดพื้นผิวสัมผัสล่วงหน้าจากออกไซด์ สิ่งผิดปกติ และสิ่งสกปรก

ควรจำไว้ว่าเมื่อขนาดของพื้นผิวข้อต่อเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงและคุณภาพของการเชื่อมจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากพื้นที่ขนาดใหญ่ไม่อบอุ่นและก่อให้เกิดออกไซด์อย่างรวดเร็ว ซึ่งส่งผลเสียต่อคุณภาพของรอยเชื่อม

ข้อต่อบั้นท้าย

การเชื่อมทุกประเภทมีข้อดีและข้อเสียทางเทคโนโลยี การเชื่อมแบบก้นตามที่ช่างเชื่อมหลายคนมีคุณสมบัติเชิงบวกหลายประการที่แตกต่างจากเทคโนโลยีอื่น ๆ อย่างมีนัยสำคัญ

ประโยชน์ของการเชื่อมก้นแบบแฟลช ได้แก่:

• เมื่อใช้วิธีรีโฟลว์นี้ ไม่จำเป็นต้องอุ่นข้อต่อและเตรียมขอบของส่วนที่ต่อกัน
• ด้วยเทคโนโลยีการเชื่อมทำให้ได้เหล็กที่แข็งแรงและเชื่อถือได้ความเชื่อมโยงที่คงอยู่นานหลายสิบปีโดยไม่เกิดอุบัติเหตุ
• รักษาความเป็นเนื้อเดียวกันของสารเคมีในระดับสูงหลังการเชื่อม ซึ่งเพิ่มความแข็งแรงของข้อต่อ
• ความง่ายในการทำงานไม่ต้องการความรู้พิเศษแม้แต่จากช่างเชื่อมมือใหม่
• ความสามารถในการดำเนินการกระบวนการเชื่อมชนแฟลชในโหมดอัตโนมัติเต็มรูปแบบ;
• เทคโนโลยีความเร็วสูง;
• ความคล่องตัวในการใช้วัสดุเกือบทั้งหมด

ข้อดีเหล่านี้มีมากกว่าข้อเสียเล็กน้อยของกระบวนการเชื่อมก้นอย่างมาก

ข้อเสียของการเชื่อม

ข้อเสียบางประการของการเชื่อมประเภทนี้ ได้แก่:

• การใช้พลังงานไฟฟ้าสูง
• เครื่องเชื่อมแนวต้านราคาค่อนข้างสูงสำหรับใช้ในบ้าน ดังนั้นวิธีที่ดีที่สุดคือทำข้อต่อบั้นท้ายด้วยตัวเอง
• ความจำเป็นในการปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างเคร่งครัดสำหรับขนาดของพื้นผิวของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อ
• ความยากลำบากในการเชื่อมในสภาวะที่มีความชื้นสูง

ประเภทเชื่อมก้น

กระบวนการเชื่อมของข้อต่อบั้นท้ายเป็นไปตามกฎหมายของจูล-เลนซ์ กระบวนการของพันธะระหว่างอะตอมดำเนินการภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้าโดยใช้แรงอัดแรงที่นำไปใช้กับพื้นผิวสัมผัสของผลิตภัณฑ์

การเชื่อมก้นมีสองแบบ:

• งานเชื่อมแนวต้าน
• เชื่อมแฟลช

โดยพื้นฐานแล้ว ทั้งสองวิธีนี้ใช้กระบวนการเปลี่ยนรูปทางไฟฟ้าทางเทคโนโลยีเดียวกัน แต่ก็มีความแตกต่างพิเศษเช่นกัน

เชื่อมแนวต้าน

ความพิเศษของวิธีนี้คือการต่อชิ้นส่วนโดยไม่ทำให้ฐานละลาย ในกรณีนี้ พื้นผิวโลหะอาจมีการเสียรูปพลาสติกอย่างรุนแรง ตามโครงสร้างแล้ว แท่งเชื่อมจะเชื่อมต่อกับกระแสไฟฟ้า และเมื่อสัมผัสกับพื้นผิวโลหะจะเกิดวงจรปิดขึ้น ที่จุดสัมผัสจะมีความต้านทานสูงซึ่งให้ความร้อนเล็กน้อย แท่งซึ่งถูกทำให้ร้อนถึงค่าหนึ่งถูกกดอย่างแน่นหนาและปิดกระแสไฟฟ้า

หลังจากที่แท่งความร้อนเริ่มแข็งตัว นี่คือเหตุผลที่เทคโนโลยีนี้เรียกว่าการเชื่อมแบบต้านทาน เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในการเชื่อม พื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่จะเชื่อมจะต้องได้รับการดูแลล่วงหน้าอย่างระมัดระวัง เพื่อที่ว่าเมื่อเชื่อมโลหะแล้ว จะไม่มีอนุภาคเล็กๆ ที่มาจากต่างประเทศ

แนวต้านทานใช้เชื่อมลวดหรือท่อ โดยวัสดุอาจแตกต่างกัน (เหล็ก ทองแดง เหล็กหล่อ และอลูมิเนียม)

รีโฟลว์การเชื่อมต่อ

ลักษณะเด่นของการเชื่อมแบบ flash butt คือการจ่ายแรงดันไฟไปยังหม้อแปลงจนกระทั่งสัมผัสกับพื้นผิวที่เชื่อม ในกรณีนี้ ความหยาบที่ยื่นออกมาของพื้นผิวจะถูกทำให้ร้อนและบดให้ละเอียด ดังนั้นกระแสไฟฟ้าจึงไม่ไหลตามส่วนที่ยื่นออกมาขนาดใหญ่ แต่จะไหลไปตามทันทีทั้งระนาบที่ติดต่อ

การเชื่อมชนแฟลชมีสองประเภท:

1. การเชื่อมอย่างต่อเนื่องมีลักษณะการเคลื่อนที่ที่ราบรื่นของผลิตภัณฑ์สองส่วน โดยยึดด้วยแคลมป์พิเศษของชุดเชื่อมเข้าหากัน จากนั้นจึงใช้กระแสไฟและชิ้นส่วนต่างๆ จะเชื่อมต่อกันโดยสัมผัสกับระนาบทั้งหมด ชิ้นส่วนถูกเชื่อม หลังจากนั้นจะเกิดการตกตะกอนที่ค่าหนึ่งและกระแสไฟฟ้าจะถูกปิด
2. การหลอมเหลวเป็นช่วงๆ เกิดจากการสลับกันของโมเมนต์ของการปิดผนึกและการอ่อนตัวของข้อต่อ ในขณะที่กระแสไฟฟ้ายังคงเปิดอยู่ การเคลื่อนไหวไปมานี้จะปิดวงจรจนถึงจุดหลอมเหลวของวัสดุ

ข้อกำหนดพื้นผิวและเทคโนโลยีการทำความสะอาด

พื้นผิวของวัสดุที่จะเชื่อมเพื่อให้ได้งานเชื่อมคุณภาพสูงต้องเป็นไปตามข้อกำหนด:

1. แนวต้านบนระนาบสัมผัสทั้งหมดควรจะเท่ากันโดยประมาณ
2. ความต้านทานไฟฟ้าควรต่ำที่สุด
3. ระนาบของพื้นผิวทั้งสองที่จะเชื่อมต้องอยู่ในระดับเดียวกัน
4. แม้แต่รูปลักษณ์ของพื้นผิวก็เป็นสิ่งสำคัญในการเชื่อมคุณภาพสูง

เพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขเหล่านี้ จำเป็นต้องเตรียมพื้นผิวเบื้องต้น สำหรับสิ่งนี้คุณต้อง:

1. ล้างข้อต่อออก
2. เอาฟิล์มออกไซด์เหนือระนาบสัมผัสทั้งหมด
3. ทำการวางตัวเป็นกลางร่วมกัน
4. เช็ดให้แห้ง

หลังจากทำความสะอาด คุณต้องตรวจสอบความพร้อมของพื้นผิวสำหรับการเชื่อมด้วยสายตา

เครื่องเชื่อมก้น

ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องเชื่อมก้นแบบพิเศษ ท่อโพลีเอทิลีนมักถูกเชื่อม เนื่องจากวัสดุของผลิตภัณฑ์เหล่านี้คล้อยตามแบบบั้นท้ายของข้อต่อสัมผัสได้ง่าย

เครื่องเชื่อมมีดังต่อไปนี้:

• มือถือ;
• เครื่องเขียน;
• จี้;
• สากล;
• เชี่ยวชาญ

การออกแบบเครื่องเชื่อมใดๆ รวมถึงการประกอบไฟฟ้าและกลไก ตลอดจนระบบระบายความร้อนด้วยน้ำและตัวป้อนชิ้นงานแบบใช้ลม

การเชื่อมก้นของท่อโพลีเอทิลีนนั้นแตกต่างจากการเชื่อมผลิตภัณฑ์โลหะเล็กน้อย เนื่องจากวัสดุพลาสติกไม่ใช่ตัวนำกระแสไฟฟ้า ความร้อนที่ปลายท่อจึงกระทำโดยองค์ประกอบความร้อนพิเศษ มิฉะนั้น เทคโนโลยีการเชื่อมก้นของท่อโพลีเอทิลีนจะคล้ายกับการเชื่อมต่อของพื้นผิวอื่นๆ

เชื่อมบั้นท้ายด้วยมือ

ที่บ้าน การใช้เครื่องเชื่อมแบบสัมผัสไม่มีประโยชน์ จึงสามารถเชื่อมท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กได้ด้วยตนเองในขณะเดียวกัน เพื่อให้ได้การเชื่อมต่อคุณภาพสูง จำเป็นต้องได้รับประสบการณ์ในการปฏิบัติงานผ่านการฝึกอบรม

ขั้นตอนทางเทคโนโลยีของกระบวนการเชื่อมก้นแบบแมนนวลมีดังนี้:

1. เตรียมพื้นที่ทำงานตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย
2. ยึดชิ้นงานให้แน่น การยึดสามารถทำได้โดยใช้ที่หนีบพิเศษอย่างไรก็ตามในสภาพบ้านมักใช้อิฐหรือช่องในพื้นดิน สิ่งสำคัญคือชิ้นส่วนต่างๆ ยังคงนิ่ง
3. ใช้กระดาษทรายหรือตะไบทำความสะอาดพื้นผิวที่จะเชื่อม
4. เมื่อให้ความร้อนแก่การเชื่อมแบบชน ต้องใช้แรงกดที่ข้อต่อ
5. ตะเข็บเย็นอย่างเป็นธรรมชาติ - ในอากาศ

กรณีข้างนอกลมแรง แนะนำให้หยุดงาน เพื่อกันฝุ่นหรือทรายไม่ให้เข้าไปในบริเวณเชื่อม ในสภาพอากาศที่ฝนตก การทำงานสามารถทำได้ภายใต้หลังคาพิเศษ

ข้อต่อบั้นท้าย

การทำงานระยะยาวของอุปกรณ์กลไกต่างๆ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณภาพของการควบคุมด้วยสายตาของงานที่ทำ ดังนั้นช่างเชื่อมทุกคนต้องรู้และสามารถประเมินข้อบกพร่องหลักที่อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเชื่อมได้

ข้อบกพร่องหลักของการเชื่อมชนแฟลช ได้แก่:

1. รอยเชื่อมขาดซึ่งปรากฏอยู่ในพันธะโลหะบางส่วน สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของข้อบกพร่องนี้คือการปรากฏตัวของรอยต่อของฟิล์มออกไซด์เช่นเดียวกับความร้อนที่อ่อนของส่วนปลายของชิ้นส่วน
2. รอยร้าวและการหลุดลอกของตะเข็บ ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เมื่อวัสดุเย็นลงอย่างรวดเร็วหลังการเชื่อม
3. การบิดเบี้ยวของไฟเบอร์ในบริเวณรอยเชื่อมอาจเกิดจากการเสียดสีมากเกินไป
4. มลพิษของรอยต่อที่มีสิ่งเจือปนต่างๆ เกรนขนาดใหญ่บนรอยเชื่อมเป็นข้อบกพร่องของโครงสร้าง ปัญหาดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อตะเข็บถูกออกซิไดซ์หรือร้อนเกินไป

การเชื่อมต้านทานก้นตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ เป็นวิธีที่น่าเชื่อถือและมีคุณภาพสูงในการเชื่อมชิ้นส่วนจากวัสดุที่แตกต่างกัน เนื่องจากความสามารถในการดำเนินการในโหมดอัตโนมัติ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในองค์กรอุตสาหกรรมเพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบที่ซับซ้อนของอุปกรณ์ทางกลจำนวนมาก