สาเหตุและประเด็นสำคัญในการป้องกันการไหม้ของปลายหัวเชื่อมทิกแบบใช้ลวดร้อน

ในการผลิตพื้นผิวแบบอัตโนมัติ หัวเชื่อมทิกแบบใช้ลวดร้อนเป็นวัสดุสิ้นเปลืองที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งในกระบวนการผลิตประจำวัน ปัญหาขัดข้องของอุปกรณ์ที่พบบ่อยที่สุดคือ การแตกร้าวของหัวฉีดเซรามิก การเกิดคาร์บอนบนชิ้นส่วนฉนวน และการไหม้ของท่อป้อนลวดและหัวเชื่อม ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองเพิ่มขึ้นและทำให้การผลิตล่าช้าเท่านั้น แต่ยังอาจก่อให้เกิดข้อบกพร่องในการเชื่อมและส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ด้วย

จากข้อเสนอแนะของลูกค้าที่ใช้งานหัวเชื่อมจริงในสถานที่ปฏิบัติงาน สาเหตุหลักที่ทำให้ปลายหัวเชื่อมไหม้บ่อยครั้ง รวมถึงจุดสำคัญในการปฏิบัติงานเพื่อป้องกันปัญหานี้ มีดังนี้

จากผลการสำรวจและรวบรวมข้อมูลในสถานที่จริง พบว่าความเสียหายต่อหัวเครื่องเชื่อมเกิดขึ้นร้อยละ 90 ไม่ได้เกิดจากปัญหาคุณภาพของอุปกรณ์ แต่เกิดจากการประกอบและการปฏิบัติงานที่ไม่ถูกต้อง

เหตุผลมีดังนี้:

ประการแรก ความเบี่ยงเบนของศูนย์กลางทำให้เกิดปรากฏการณ์การเบี่ยงเบนของอาร์ก (arc blow) กระบวนการทิกแบบใช้ลวดร้อน (hot-wire TIG) มีปรากฏการณ์การเบี่ยงเบนของอาร์กจากสนามแม่เหล็กโดยธรรมชาติ หากขั้วทังสเตน แหวนเซรามิกป้องกัน และท่อกำหนดแนวลวดร้อนไม่อยู่ในแนวศูนย์กลางเดียวกัน อาร์กจะเบี่ยงเบนไปทางด้านใดด้านหนึ่งอย่างต่อเนื่อง และกวาดผนังด้านในของชิ้นส่วนเซรามิกซ้ำ ๆ ส่งผลให้เซรามิกเปลี่ยนเป็นสีดำ แตกร้าว และหลุดเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้หัวเครื่องเชื่อมต้องถูกทิ้ง

ประการที่สอง ระบบระบายความร้อนทำงานผิดปกติ หัวเชื่อมมีระบบระบายความร้อนด้วยน้ำแบบแยกต่างหาก ซึ่งเป็นกลไกหลักที่รับประกันการระบายความร้อนของหัวเชื่อม ในกระบวนการผลิตประจำวัน การปฏิบัติงานที่ไม่เหมาะสม เช่น อัตราการไหลของน้ำระบายความร้อนไม่เพียงพอ แรงดันไม่เสถียร มีคราบตะกรันสะสมหรือส่วนที่อุดตันในช่องทางน้ำ หรือการจุดอาร์คโดยไม่เปิดเครื่องมาก่อน จะทำให้ความร้อนจากหัวเชื่อมไม่สามารถกระจายออกได้อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ชิ้นส่วนฉนวนเกิดคาร์บอนไนเซชันจากอุณหภูมิสูง และชิ้นส่วนโครงสร้างเกิดการเปลี่ยนรูปจากความร้อนและเสียหาย

ประการที่สาม กระบวนการก๊าซป้องกันมีคุณภาพต่ำกว่ามาตรฐาน ความบริสุทธิ์ของอาร์กอนไม่เพียงพอ การรั่วของก๊าซ การไหลของอากาศที่ปั่นป่วน หรือการตั้งค่าที่ไม่เหมาะสม เช่น การตัดก๊าซก่อนเวลาอันควร หรือการจ่ายก๊าซล่าช้า จะนำไปสู่การออกซิเดชันและการเปลี่ยนรูปของขั้วทังสเตน การเผาไหม้ของอาร์คที่ไม่เสถียร และยังก่อให้เกิดปรากฏการณ์อาร์คเบี่ยงเบน รวมทั้งการกัดเซาะจากอุณหภูมิสูงเฉพาะจุดที่ชิ้นส่วนหัวพ่น

สี่ ระบบลวดร้อนมีอันตรายจากการปฏิบัติงานที่อาจเกิดขึ้น กระแสความร้อนล่วงหน้ามากเกินไป การป้อนลวดอย่างไม่สม่ำเสมอ และการจัดแนวของลวดนำผิดตำแหน่ง อาจทำให้ลวดเชื่อมเสียดสีกับขั้วทังสเตนและแหวนเซรามิก ส่งผลให้เกิดการลัดวงจรแบบไมโครเป็นประจำ และทำให้ลวดนำร้อนและโครงสร้างฉนวนของหัวคีมเชื่อมเสียหายอย่างรวดเร็ว

ห้า การตรวจสอบและบำรุงรักษาตามปกติไม่เพียงพอ การสะสมของเศษโลหะที่กระเด็นออกมาจากการเชื่อมบนพื้นผิวของหัวฉีด ความเสียหายและการคาร์บอนไนซ์ของเทปทนความร้อนสูง และการผลิตโดยใช้ชิ้นส่วนเซรามิกที่เสียหาย อาจก่อให้เกิดปรากฏการณ์ครีปบนพื้นผิวและฉนวนล้มเหลว ส่งผลให้หัวฉีดไหม้เสียหายอย่างกะทันหัน

มาตรการป้องกันสรุปได้ดังนี้

หนึ่ง เพื่อลดการสึกหรอของปลายหัวคีมเชื่อมอย่างสิ้นเชิงและรักษาคุณภาพการผลิตให้คงที่ ควรดำเนินการตรวจสอบต่อไปนี้ก่อนเริ่มการผลิต

๑. ตรวจสอบสภาพของหัวฉีดเซรามิก แถบฉนวน และขั้วทังสเตน

2. ยืนยันว่าอัตราการไหล ความดัน และอุณหภูมิของระบบระบายความร้อนด้วยน้ำอยู่ในเกณฑ์ปกติ

3. ตรวจสอบรอยรั่วในเส้นทางก๊าซอาร์กอน

4. ปรับค่ากระแสตามขั้นตอนอย่างเคร่งครัด และห้ามปฏิบัติงานเกินพารามิเตอร์ที่กำหนด

5. ป้องกันไม่ให้เกิดวงจรลัดวงจรระหว่างท่อดำเนินลวดและหัวเชื่อม; 6. รับประกันว่าระบบระบายความร้อนด้วยน้ำและระบบก๊าซอาร์กอนจะทำงานอย่างต่อเนื่องและมีเสถียรภาพตลอดกระบวนการทั้งหมด

II. การทำความสะอาดหลังการผลิต

1. ทำความสะอาดเศษโลหะกระเด็นและสิ่งสกปรกที่ติดอยู่บนพื้นผิวของหัวเชื่อมทันทีที่พบ และตรวจสอบความสมบูรณ์ของชิ้นส่วนฉนวน

2. เป่าช่องระบายความร้อนด้วยน้ำของหัวเชื่อมด้วยก๊าซแรงดันสูงเป็นประจำ เพื่อป้องกันการสะสมของคราบตะกรันและการอุดตัน