เทคนิคงานเชื่อมแก๊สงานเชื่อมไฟฟ้า

การเชื่อมชิ้นงานโดยใช้พลังงานความร้อนจากการสันดาปของแก๊ส เชื้อเพลิง (Fuel Gas) เช่น ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) อะเซทิลีน (C2H2) หรือไฮโดรเจน (H2) กับ ออกซิเจน (O2) ที่หัวเชื่อมแก๊ส (Torch)

(1) หัวเชื่อมแก๊ส (Torch)
(2) สายแก๊สเชื่อเพลิงและสายออกซิเจน (Hoses)
(3) ถังแก๊สเชื้อเพลิง (Fuel Gas Cylinder)
(4) ถังออกซิเจน (Oxygen Cylinder)
(5) อุปกรณ์ปรับความดัน (Regulators)

หัวเชื่อมแก๊ส (Torch) ถึงแม้จะได้รับการออกแบบให้ทรงประสทธิภาพดีเพียงไรก็ตาม แต่ก็ยังมีความเป็นอันตรายในตัวของมันเอง กล่าวคือ อาจเกิดปรากฏการณ์ไฟย้อนกลับ (Flashback) ที่หัวเชื่อมแก๊ส การเกิดไฟลุกไหม้หรือระเบิดที่อุปกรณ์ขณะทำการเชื่อมแก๊ส เช่น การระเบิดที่ Torch หรือการระเบิดของสายแก๊สหรือสายออกซิเจน (Hoses) ที่ต่อระหว่าง Torch กับ Regulator หรือการระเบิด ที่ Regulators และที่รุนแรงที่สุดคือ การระเบิดที่ถังออกซิเจนหรือถังแก๊สเชื้อเพลิง ล้วนแต่มีสาเหตุมาจาก การเกิดปรากฏการณ์ไฟย้อนกลับ (Flashback) ทั้งสิ้น

Backflashเป็นปรากฎการณ์ที่ไฟ (Flame) ย้อนกลับจาก Torch เข้าในสายแก๊สผ่าน Regulator ไปยังถังแก๊สเชื้อเพลิง (Fuel Gas Cylinder) ขณะเดียวกันออกซิเจนจะไหลตามเข้าไปโดยแรง ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจากการลุกไหม้ เพื่อให้เกิดการลุกไหม้อย่างต่อเนื่อง (Sustain Combustion) หรือ อีกนัยหนึ่ง คือ Flame ย้อนกลับจาก Torch เข้าไปในสายออกซิเจนผ่าน Regulator ไปยังถังออกซิเจน ขณะเดียวกัน Fuel Gas จะไหลตามเข้าไปด้วยแรงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจากการลุกไหม้เพื่อให้เกิด Sustain Combustion ความเร็วของไฟ (Flame Velocity) ขณะเกิด Flashback จะเร็วมาก Flame Velocity อาจ สูงถึง 2 เท่าของความเร็วของเสียงประมาณ 2,000 ฟุต/วินาที หรือ 1,400 ไมล์/ชั่วโมง

– การประกอบหัวเชื่อมแก๊ส (Torch) ไม่ถูกต้อง
– การระบายแก๊ส (Purge) ที่ค้างอยู่ในสายแก๊สและ Torch ก่อนการเชื่อมไม่ถูกต้อง
– ความดันใช้งานไม่ถูกต้อง
– เลือกใช้หัว Tip ของ Torch ไม่ถูกต้อง
– ทางเดินของแก๊สใน Torch อุดตัน
– สายแก๊สชำรุดหรือรั่วไหลและมีประกายไฟทำให้เกิดการลุกไหม้
– ใช้ระยะห่างของหัว Tip กับชิ้นงานที่เชื่อมไม่ถูกต้อง
– เกิดการรั้วของแก๊สที่ Regulator, Hose หรือ Connection เป็นผลทำให้ความดันลดลง แก๊สที่ความดันสูงจึงไหลย้อนกลับไปยังอีกด้านหนึ่ง เป็นต้น

เราสามารถป้องกันไฟย้อนกลับได้โดยการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟย้อนกลับ (Flashback Arrestors) โดยต้องติดตั้งที่ Gas Welding Equipment 4 จุด ดังนี้คือ
(1) ทางออกของ Oxygen Regulator
(2) ทางออกของ Fuel Gas Regulator
(3) ด้าม Torch ทางด้านที่ต่อกับสายออกซิเจน
(4) ด้าม Torch ทางด้านที่ต่อกับสายแก๊สเชื้อเพลิง

โดยทั่วไปประกอบด้วย โครงสร้างหลักที่สำคัญ 3 ประการ คือ
(1) Non-Return Valve เป็นลิ้นควบคุมการไหลให้ไปในทิศทางเดียว
(2) Flame Arrestor เป็นตัวดูดซับหรือดับไฟที่ย้อนกลับ
(3) Thermal Cut-Off Valve เป็นตัวจับความร้อน โดยลิ้นจะปิดการไหลโดยทันทีทันใด เมื่อมีความร้อนเกิดขึ้น

เป็นขบวนการเชื่อมที่ใช้การเผาใหม้ของแก๊สอเชติลีนผสมกับแก๊สออกชิเจน (Oxy-acetylene Welding) เปลวไฟจากการเผาใหม้ที่ปลายหัวเชื่อมแล้วทำให้โลหะหลอมละลายแล้วเติมลวดเชื่อมลงไปในบ่อน้ำโลหะที่กำลังหลอมละลาย เมื่อปล่อยให้เย็นตัวลงก็จะได้แนวเชื่อมตามต้องการ การเชื่อมแก๊ส นิยมใช้กับงานเชื่อมเบาๆ ที่ใช้เชื่อมโลหะบางๆ เช่น งานเชื่อมเพื่อซ่อมตัวถังรถยนต์ งานเชื่อมท่อแอร์ ท่อไอเสียรถยนต์ หรืองานเชื่อมท่อในอุตสาหกรรมเคมีต่างๆ เป็นต้น

ก่อนทำการเชื่อมแก๊สจะต้องประกอบอุปกรให้เรียบร้อยสมบูรณ์โดยมีขั้นตอนในการปฏิบัติดังนี้
(1) ติดตั้งถังแก๊สออกซิเจน และอเซทิลีนเข้ากับรถเข็นแล้วใช้โซ่คล้องล่ามถังไว้
(2) ถอดฝาครอบวาล์วหัวถังแก๊สออกทั้ง2ชนิด
(3) เปิดพัดลมระบายอากาศ
(4) เปิดแล้วปิดวาล์วหัวถังอย่างทันทีทันใดเพื่อไล่สิ่งสกปรกและฝุ่นละอองตรงท่อทางออก การทำในลักษณะนี้เรียกว่า การ“cracking”ในการเปิด–ปิดวาล์ว จะต้องยืนอ้อมอยู่ด้านหลังตรงข้ามกับทางออกของแก๊ส
(5) ตรวจดูเกลียวท่อทางออกของถังว่าอยู่ในสภาพดีหรือไม่
(6) ติดตั้งเกจปรับความดัน (Pressure Regulators) ที่ถังออกซิเจนจะเป็นแบบเกลียวขวาหมุนตามเข็มนาฬิกา ที่ถังอเซทิลีนเป็นแบบเกลียวซ้ายหมุนทวนเข็มนาฬิกา ขันให้แน่นพอเหมาะ
(7) ตรวจปรับสกรูปรับความดันให้อยู่ในสภาพคลายออก (ไม่มีความดัน) แล้วค่อย ๆ เปิดวาล์วหัวถังแล้วปรับสกรูปรับความดันให้แก๊สไหลออกเล็กน้อย แล้วปิดไว้เช่นเดิม กระทำในลักษณะเดียวกันทั้งสองถัง
(8) ต่อสายเชื่อมเข้ากับเกจปรับความดัน โดยใช้สายสีแดงสำหรับแก๊สอเซติลีน และสายสีดำสำหรับแก๊สออกซิเจน
(9) ปรับสกรูปรับความดันให้แก๊สไหลออกเพื่อไล่สิ่งสกปรกในสายท่ออีกครั้ง
(10) ต่อสายเชื่อมเข้ากับหัวเชื่อม โดยใช้สายสีแดงต่อเข้ากับท่อAcctเกลียวซ้ายหมุนทวนเข็มนาฬิกา สายสีดำต่อเข้ากับท่อOxyเกลียวขวาหมุนตามเข็มนาฬิกา
(11) เลือกหัวเชื่อม (Tip) ให้ได้ขนาดเหมาะสมกับความหนาของแผ่นเหล็กที่ใช้เชื่อม ตรวจเช็ค“O”Ringsหรือ ชีล ให้อยู่ในสภาพดีเหมาะต่อการใช้งาน
(12) ตรวจสอบข้อต่อทุกจุดอีกครั้ง
(13) เปิดหัวถังประมาณ1รอบ สำหรับถังแก๊สอเซติลีน สำหรับถังออกซิเจนเปิดจนหมด
(14) เปิดวาล์วปรับความดันให้เหมาะสมต่อการใช้งาน ห้ามปรับความดันของออกซิเจนเกิน 70
Psi และของอเซติลีนเกิน 15 Psi ในการใช้งานปกติจะปรับความดันของแก๊สทั้งสองชนิดไว้ที่ 5 Psi เท่านั้น
(15) เปิดวาล์วอเซติลีนที่หัวเชื่อมประมาณ¼รอบแล้วจุดเปลวไฟด้วยspark lighterแล้วเพิ่มเซติลีนจนเปลวไฟห่างจากปลายหัวเชื่อมพอสมควร ประมาณ 3มม.
(16) เปิดวาล์วออกซิเจนแล้ว ค่อย ๆ ปรับเปลวไฟจนมีลักษณะเป็นสีฟ้าอยู่แกนกลาง โดยมีเปลวสีเหลืองอ่อนอยู่ภายนอก การปรับเปลวไฟกระทำให้เหมาะสมกับการเชื่อมในแต่ละลักษณะงาน

(1) วิธีเชื่อมจากซ้ายไปขวา เหมาะสำหรับคนถนัดซ้าย การเชื่อมจะเริ่มจากซ้ายมือไปยังขวามือ ลวดเชื่อมจะอยู่ระหว่างรอยเชื่อมกับด้ามเชื่อม เหล็กที่ใช้เชื่อมควรมีความหนามากกว่า 5 mm
ข้อดี ใช้ลวดเชื่อมน้อย เชื่อมได้เร็ว เพราะลวดเชื่อมไม่บังแนวรอยเชื่อม ไม่สิ้นเปลืองแก๊ส เพราะการเชื่อมทำได้เร็ว ไม่สูญเสียคุณสมบัติทางกลจากการเชื่อม เกิดการออกซิไดซ์น้อย
(2) วิธีเชื่อมจากขวาไปซ้าย เหมาะสำหรับคนถนัดขวาเริ่มทำการเชื่อมจากขวาไปซ้าย ลวดเชื่อมจะอยู่หน้าเปลวไฟด้านเชื่อมอยู่ระหว่างรอยเชื่อมกับลวดเชื่อม เหล็กที่ใช้เชื่อมควรมีความหนาน้อยกว่า 5 mm
ข้อเสีย ลวดเชื่อมจะบังรอยเชื่อมและต้องยกลวดเชื่อมตลอดเวลาเพื่อดูรอยเชื่อม การเชื่อมทำได้ช้า เกิดการออกซิไดซ์ เมื่อยกลวดเชื่อมขึ้นบ่อย ๆ หรือลวดเชื่อมหมด