เทคโนโลยีเลเซอร์

อย่าดูถูกเทคโนโลยีการเชื่อมของหุ่นยนต์เชื่อมท่อ เพราะมันมีความสามารถสูงมาก ปัจจุบันด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีหุ่นยนต์อุตสาหกรรม หุ่นยนต์จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการก่อสร้างท่อ ซึ่งการปรากฏตัวของหุ่นยนต์เชื่อมท่อเกิดขึ้นเพื่อปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมและลดภาระงานของช่างเชื่อม แล้วเทคโนโลยีการเชื่อมของหุ่นยนต์เชื่อมนั้นดีแค่ไหน? มาดูกัน

หุ่นยนต์เชื่อม

1. การเลือกกระบวนการเชื่อม

การเชื่อมแบบฝังลูกศร (Submerged arc welding), การเชื่อมแบบมีแก๊สป้องกัน (gas shielded welding), การเชื่อมแบบเสียดสี (friction welding) และการเชื่อมแบบไฟฟ้าลวก (electroslag welding) ล้วนเป็นกระบวนการเชื่อมท่อที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ปัจจุบันนอกเหนือจากการเชื่อมด้วยมือแล้ว การเชื่อมแบบฝังลูกศรและการเชื่อมแบบมีแก๊สป้องกันคือกระบวนการเชื่อมท่อที่พบได้บ่อยที่สุด

กระบวนการเชื่อมแบบฝังลูกศร

การเชื่อมแบบอาร์คจม (Submerged arc welding) ดำเนินการภายใต้ชั้นของสารฟลักซ์แบบเม็ด ลวดเชื่อมจะถูกป้อนอย่างต่อเนื่อง และอาร์คจะลุกไหม้ภายใต้ชั้นฟลักซ์ ฟลักซ์จะหลอมละลายเพื่อสร้างสลากรวมทั้งบ่อหลอมเหลวที่ได้รับการป้องกันด้วยก๊าซ ส่วนฟลักซ์ที่เกินความจำเป็นสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

ข้อได้เปรียบ

1. ประสิทธิภาพการผลิตสูงมาก

• กระแสไฟฟ้าในการเชื่อมสามารถสูงถึง 1000–2000 แอมแปร์ มีประสิทธิภาพการสะสมโลหะสูง

• การเชื่อมแบบผ่านครั้งเดียวสามารถเจาะทะลุแผ่นเหล็กได้หนาสูงสุดถึง 20–30 มิลลิเมตร

• ความเร็วในการเชื่อมโดยทั่วไปอยู่ที่ 30–100 เซนติเมตร/นาที ซึ่งเร็วกว่าการเชื่อมด้วยมือ 5–10 เท่า

• สามารถรวมเข้ากับเทคโนโลยีการเชื่อมแบบหลายลวด (เช่น สองลวด สามลวด) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้สูงยิ่งขึ้น

2. คุณภาพรอยเชื่อมยอดเยี่ยม

• ชั้นฟลักซ์ปิดกั้นรอยเชื่อมจากอากาศอย่างสมบูรณ์ จึงให้การป้องกันที่ดีเยี่ยม

• รอยเชื่อมมีรูปลักษณ์สวยงาม มีการเจาะลึกดี และมีรูพรุนต่ำ

• ความบริสุทธิ์ของโลหะรอยเชื่อมสูง และคุณสมบัติเชิงกลมีความเสถียร

• ไม่มีการกระเด็น จึงไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดสิ่งสกปรกจากการกระเด็น

3. สภาพการทำงานที่ดี

• ไม่มีรังสีจากอาร์ค จึงไม่จำเป็นต้องใช้หน้ากากปิดใบหน้าสำหรับผู้ปฏิบัติงาน

• ไม่มีการปล่อยควันหรือฝุ่น ทำให้สภาพแวดล้อมในการทำงานสะอาด

• ระดับการควบคุมอัตโนมัติสูง ความเข้มข้นของแรงงานต่ำ

4. ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่ดี

• อัตราการใช้ลวดสูง (สูงถึง 98% หรือมากกว่า)

• ของเหลวสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ (อัตราการกู้คืน 80–90%)

• ต้นทุนรวมต่อหน่วยความยาวของการเชื่อมต่ำ

กระบวนการเชื่อมแบบใช้แก๊สเป็นสารป้องกัน

การเชื่อมแบบใช้ก๊าซป้องกัน (Gas shielded welding) คือ การส่งก๊าซป้องกัน (เช่น CO₂, Ar หรือส่วนผสมของก๊าซต่างๆ) ไปยังบริเวณที่ทำการเชื่อมผ่านหัวฉีดของปืนเชื่อม เพื่อสร้างชั้นก๊าซป้องกันที่แยกแนวรอยเชื่อมที่หลอมละลายออกจากระบบอากาศภายนอก

ข้อได้เปรียบ

1. มีความเหมาะสมสูงและสามารถปฏิบัติงานได้อย่างยืดหยุ่น

• สามารถเชื่อมในทุกตำแหน่ง (แนวนอน แนวตั้ง แนวนอนข้าง และแนวย้อนกลับเหนือศีรษะ)

• เหมาะสำหรับการเชื่อมข้อต่อชนิดต่างๆ ของแผ่นโลหะที่มีความหนาทั้งแบบบาง ปานกลาง และหนา

• สามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน เช่น การปฏิบัติงานภาคสนามหรืองานหน้างานจริง

2. มีประสิทธิภาพในการเชื่อมสูง

• ไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดสลากร่วมกับการเชื่อมอย่างต่อเนื่อง

• ความเร็วในการเชื่อมสามารถทำได้ถึง 30–80 ซม./นาที

• อัตราการสะสมโลหะเชื่อม (Deposition efficiency) สูงกว่าการเชื่อมด้วยมือ แต่ต่ำกว่าการเชื่อมแบบฝังส่วนโค้ง (submerged arc welding)

3. มีทัศนวิสัยที่ดี

• ช่างเชื่อมสามารถสังเกตเห็นแอ่งโลหะหลอมเหลวและสถานะของอาร์คได้โดยตรง

• ช่วยให้ปรับพารามิเตอร์การเชื่อมแบบเรียลไทม์ได้อย่างสะดวก

4. มีความหลากหลายในการใช้วัสดุ

• เหมาะสำหรับวัสดุหลากหลายชนิด เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าไร้สนิม อลูมิเนียมอัลลอย และทองแดงอัลลอย

• ผลลัพธ์การเชื่อมสามารถปรับให้เหมาะสมยิ่งขึ้นได้โดยการเปลี่ยนก๊าซป้องกัน

2. ง่ายต่อการควบคุมอัตโนมัติ

• ง่ายต่อการผสานเข้ากับหุ่นยนต์และเครื่องเชื่อมอัตโนมัติ

• สามารถใช้งานการเชื่อมแบบพัลส์และควบคุมปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าได้

ใช้กระบวนการเชื่อมด้วยลวดแข็งพร้อมก๊าซป้องกัน สำหรับการเชื่อมหลายรอบ (multi-pass welding) สามารถแบ่งกระบวนการออกเป็นสามขั้นตอนอย่างง่ายดาย ได้แก่ ขั้นตอนเชื่อมราก (root pass), ขั้นตอนเชื่มเติม (fill pass) และขั้นตอนเชื่อมผิว (cap pass) ไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดผิวก่อนดำเนินการขั้นตอนถัดไป แต่ความเร็วในการเชื่อมจะช้ากว่าการเชื่อมแบบ forced pass welding อย่างไรก็ตาม ในพื้นที่ที่เหมาะสม การใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และอาร์กอนเป็นก๊าซป้องกันถือว่าเหมาะสมที่สุด

2. วิธีการป้อนลวด

ความเรียบเนียนของการป้อนลวดมีผลโดยตรงต่อคุณภาพการเชื่อม วิธีการป้อนลวดสามารถแบ่งออกได้อย่างง่ายดายเป็นสองประเภท คือ การดึง และการดัน เมื่อใช้วิธีการดึง หัวเชื่อมจะอยู่ใกล้กับเครื่องป้อนลวดมากขึ้น ส่งผลให้แรงต้านที่เกิดขึ้นหลังจากลวดออกจากเครื่องป้อนลดลง จึงช่วยให้กระบวนการป้อนลวดเป็นไปอย่างราบรื่น ในขณะที่ใช้วิธีการดัน กลไกการป้อนลวดจะติดตั้งอยู่ภายนอกรถเข็นเชื่อม ทำให้ขนาดและน้ำหนักของรถเข็นลดลง ส่งผลให้สามารถใช้เครื่องป้อนลวดกำลังสูงร่วมกับม้วนลวดเชื่อมเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.2 มม. ที่มีน้ำหนักประมาณ 20 กก. ได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อม

เทคโนโลยีการเชื่อมของหุ่นยนต์เชื่อมท่อเป็นอย่างไร? ทุกท่านคงเข้าใจแล้วในตอนนี้ มีหลายสถานที่ที่จำเป็นต้องใช้หุ่นยนต์เชื่อม และเมื่อเผชิญกับการแข่งขันทางการตลาดที่รุนแรง เราจะสามารถหลีกเลี่ยงการถูกคัดออกได้ก็ต่อเมื่อพัฒนาเทคโนโลยีและอุปกรณ์ของเราให้ดีขึ้นเท่านั้น เทคโนโลยีการเชื่อมของหุ่นยนต์เชื่อมท่อจะได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นในอนาคต