งานเชื่อมในงานโครงสร้างเป็นหนึ่งในขั้นตอนสำคัญที่กำหนดความแข็งแรงและความทนทานของโครงสร้างโดยรวม ไม่ว่าจะเป็นโครงสร้างอาคาร เหล็กโรงงาน งานท่อแรงดันสูง หรือโครงสร้างอุตสาหกรรมอื่น ๆ ทุกจุดที่มีการเชื่อมล้วนต้องถูกออกแบบให้ได้รอยเชื่อมที่แน่น ไม่มีโพรง ไม่มีรอยแตกร้าว และสามารถรองรับแรงต่าง ๆ ได้อย่างปลอดภัย เมื่อพูดถึงการเชื่อมหลายชั้นหรือหลายระดับ หนึ่งในขั้นตอนที่มีความสำคัญมากที่สุด คือการเดินแนวแบบ Hot Pass และ Fill Pass ซึ่งช่วยให้รอยเชื่อมแน่นขึ้น ปิดรูพรุนที่อาจเกิดในแนวแรก และสร้างความแข็งแรงในชั้นถัดไปของรอยเชื่อม

อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จของงานเชื่อมนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับเทคนิคของผู้เชื่อมเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับ การเลือกลวดเชื่อมที่เหมาะสม ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อคุณภาพของแนวเชื่อมทั้งในชั้น Hot Pass และ Fill Pass บทความนี้ Kovet จึงตั้งใจอธิบายความหมายของการเชื่อมสองรูปแบบนี้ รวมถึงหลักการเลือกลวดเชื่อมที่เหมาะสมสำหรับแต่ละขั้นตอน เพื่อให้ช่างเชื่อมและโรงงานสามารถใช้งานได้อย่างมั่นใจ มีประสิทธิภาพ และสอดคล้องกับมาตรฐานงานโครงสร้าง

Hot Pass คืออะไร และทำหน้าที่อะไรในงานเชื่อมโครงสร้าง?

Hot Pass คือการเดินแนวเชื่อมชั้นที่สองถัดจาก Root Pass ซึ่งเป็นแนวแรกสุดที่ทำหน้าที่ปิดช่องว่างระหว่างชิ้นงาน แนวรากมักเกิดตะกรันค้างหรือมีรูพรุนเล็ก ๆ ที่ตามองไม่เห็น การเดิน Hot Pass จึงช่วยปรับปรุงคุณภาพแนวเชื่อมขั้นต้นให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ทำหน้าที่เผาตะกรันที่ตกค้างและปิดโพรงในร่องราก รวมถึงทำให้เกิดการแทรกซึมที่ดีขึ้น เพื่อเสริมความแข็งแรงของแนวเชื่อมในระดับลึก

ในขั้นตอนนี้ ช่างเชื่อมจะใช้กระแสไฟสูงกว่าเดิมเล็กน้อย เพื่อให้ความร้อนเพียงพอในการเปิดเนื้อเชื่อมและดันตะกรันออก บ่อหลอมต้องลึกพอควร เพื่อให้เนื้อเก่าถูกกลืนเข้ากับเนื้อเชื่อมใหม่อย่างสมบูรณ์ ลวดเชื่อมที่ใช้จึงต้องช่วยควบคุมการไหลของบ่อหลอมได้ดี ให้การแทรกซึมสูง และทนต่อความร้อนในระดับที่มากกว่า Root Pass

Fill Pass คืออะไร และมีบทบาทอย่างไรในงานโครงสร้าง?

Fill Pass คือการเดินแนวเชื่อม เพื่อเติมเนื้อโลหะให้เต็มร่องหลังจากผ่าน Hot Pass แล้ว โดยมักต้องเดินหลายรอบจนกว่าจะได้ปริมาณเนื้อเชื่อมตามความลึกที่ออกแบบไว้ ก่อนจะทำการเดิน Cap Pass เพื่อปิดผิวด้านบน จุดมุ่งหมายของ Fill Pass คือการสร้างเนื้อเชื่อมที่แข็งแรงและมีความแน่นต่อเนื่องทุกชั้น เนื่องจากเป็นชั้นที่มีปริมาณเนื้อเชื่อมมากที่สุด การละลายของลวดเชื่อมต้องเกิดอย่างสม่ำเสมอ ควบคุมง่าย และไม่เกิดการสะสมของตะกรันที่อาจก่อให้เกิดรอยแตกภายหลัง

การเชื่อมชั้น Fill Pass ยังช่วยลดการบิดงอจากการหดตัวของแนวราก โดยใช้ความสมดุลของเนื้อเชื่อมที่เติมลงไปปรับสมดุลของแรงต้านในชิ้นงาน การทำงานอย่างต่อเนื่องและมีความสม่ำเสมอของเนื้อเชื่อมจึงเป็นหัวใจสำคัญ ลวดเชื่อมที่เหมาะสมกับขั้นตอนนี้จะต้องสามารถให้เนื้อเชื่อมมาก ควบคุมแนวได้ดี และทนต่อความร้อนสะสมจากการเชื่อมหลายชั้น

หลักการเลือกลวดเชื่อมสำหรับ Hot Pass

การเลือกลวดเชื่อมสำหรับ Hot Pass มักสัมพันธ์กับประเภทงานและมาตรฐานที่กำหนด แต่มีหลักการสำคัญที่ควรพิจารณาดังนี้

• ต้องเป็นลวดเชื่อมที่ให้การแทรกซึมสูง

Hot Pass เป็นชั้นที่ต้องการเปิดแนวรากอีกครั้ง เพื่อเผาตะกรันและปิดโพรงที่อาจเกิดใน Root Pass ลวดเชื่อมที่เหมาะสมจึงควรให้การแทรกซึม (Penetration) สูง บ่อหลอมต้องลึกพอที่จะหลอมเนื้อเก่าและดันฟิลเลอร์ใหม่เข้าไปแทนที่อย่างเต็มที่ ลวดกลุ่ม Cellulosic เช่น E6010 และ E6011 จึงมักถูกเลือกใช้งาน เพราะมีความสามารถในการเจาะลึกและรักษาความเสถียรของอาร์กแม้ใช้กระแสสูง

• ต้องเผาตะกรันได้ดีและช่วยทำให้แนวสะอาด

หน้าที่หนึ่งของ Hot Pass คือกำจัดตะกรันที่อาจค้างอยู่ในแนวราก หากตะกรันไม่ถูกขจัดออก แนวเชื่อมชั้นถัดไปมีโอกาสเกิด Slag Inclusion ได้สูง ลวดเชื่อมที่ฟลักซ์มีคุณสมบัติช่วยเผาตะกรัน เช่นลวดเชื่อม Cellulosic หรือบางเกรดของลวด Low Hydrogen จะช่วยทำให้แนวเชื่อมสะอาด ลดข้อบกพร่องภายในแนวได้ดีขึ้น

• รองรับการใช้กระแสไฟที่สูงกว่า Root Pass

Hot Pass ต้องใช้ความร้อนมากกว่าการเดินแนวรากเพราะต้องการเปิดเนื้อเก่าและเติมเนื้อใหม่พร้อมกัน ลวดเชื่อมที่เหมาะจึงต้องทนความร้อนสูง ไม่ไหลลง ไม่ยุบ และไม่ทำให้บ่อหลอมควบคุมยาก ลวด E7018 ในบางงานจึงถูกเลือกมาใช้ใน Hot Pass เพราะมีความเสถียรสูงและตอบสนองต่อความร้อนดี แม้ใช้กระแสมากกว่าเดิม

• เลือกตามมาตรฐานงาน เช่น งานท่อหรือโครงสร้างหนัก

งานท่อแรงดันสูง งานโรงกลั่น หรืองานโครงสร้างอาคารมีมาตรฐานการเชื่อมที่ชัดเจน เช่น ASME หรือ AWS ซึ่งอาจระบุชนิดลวดเชื่อมสำหรับ Hot Pass โดยเฉพาะ หากงานมีข้อกำหนดที่ชัดเจน ช่างควรใช้ลวดที่ตรงตามมาตรฐานเสมอ เพื่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของแนวเชื่อมในระยะยาว

หลักการเลือกลวดเชื่อมสำหรับ Fill Pass

ลวดเชื่อมที่ใช้สำหรับ Fill Pass ต้องเน้นการเติมเนื้อเชื่อมให้เต็มร่องและให้ความแข็งแรงสูง ตลอดจนต้องใช้ได้ดีในงานหลายชั้น คุณสมบัติที่ควรมี ได้แก่

• ควรเป็นลวดที่ให้เนื้อเชื่อมมากและคุมบ่อหลอมง่าย

Fill Pass คือขั้นตอนเติมเนื้อเชื่อมให้เต็มร่อง โดยมักต้องเดินหลายชั้น ลวดเชื่อมที่เหมาะต้องให้เนื้อเชื่อมมาก ไหลลื่น และควบคุมแนวได้ไม่ยาก ลวดกลุ่ม Low Hydrogen เช่น E7018 ได้รับความนิยม เพราะบ่อหลอมค่อนข้างนิ่ง และเนื้อเชื่อมเกาะตัวดี ทำให้งานเป็นระเบียบแม้ต้องเดินหลายชั้น

• ต้องเหมาะกับงานเชื่อมหลายชั้น (Multi-Pass Welding)

Fill Pass ต้องทำซ้ำหลายครั้ง ความร้อนจึงสะสมในชิ้นงานอย่างต่อเนื่อง ลวดเชื่อมที่ใช้จึงต้องทนช่องว่างด้านความร้อนสูงและไม่ทำให้เกิดปัญหา เช่น ตะกรันติดซ้อนหรือเนื้อเชื่อมแตกร้าว ลวด Low Hydrogen ถูกออกแบบให้ทนความร้อนสูงโดยไม่เกิดความเปราะจาก Hydrogen ทำให้เหมาะสำหรับการเดิน Fill Pass ต่อเนื่องหลายรอบ

• ให้ความแข็งแรงตามมาตรฐานงานโครงสร้าง

Fill Pass เป็นชั้นที่รับบทบาทด้านความแข็งแรงของแนวเชื่อมโดยตรง ลวดเชื่อมที่ใช้จึงควรมีค่าความแข็งแรงตามมาตรฐาน เช่น E7018 ที่ให้ค่า Tensile Strength สูงกว่า 70,000 psi หรือหากงานต้องการความแข็งแรงระดับสูง เช่น โครงสร้างอุตสาหกรรมหนัก อาจเลือก E8018 หรือ E9018 แทน เพื่อให้ได้ค่าความแข็งแรงที่สอดคล้องกับโครงสร้างทั้งหมด

• ต้องให้ผิวแนวสม่ำเสมอเพื่อรองรับ Cap Pass ที่จะเดินต่อ

แม้ Fill Pass จะไม่ได้เป็นชั้นโชว์ แต่พื้นผิวของแนวต้องสม่ำเสมอพอที่จะรองรับ Cap Pass ซึ่งเป็นชั้นปิดท้ายของงาน หาก Fill Pass ผิวไม่เรียบหรือมีโพรง อาจทำให้การเดิน Cap Pass มีปัญหาและเกิดความสวยงามไม่สม่ำเสมอ ลวดเชื่อมที่ให้เนื้อไหลลื่นและฟลักซ์หลุดง่ายจึงมีความสำคัญสำหรับชั้นนี้

• เลือกเกรดลวดตามสภาพงาน เช่น งานเหล็กหนา งานท่อ หรืองานรับแรงกระแทก

งานต่างชนิดมีความต้องการที่ไม่เหมือนกัน เช่น งานท่อความดัน มักเลือกลวดเชื่อม E7018 หรือ E8018 งานโครงสร้างทั่วไป ใช้ลวดเชื่อม E7018 ที่ได้มาตรฐาน งานรับแรงกระแทกหรือโครงสร้างใหญ่ อาจต้องใช้ลวดเชื่อมที่เน้นความเหนียวเป็นพิเศษ จะเห็นได้ว่าการเลือกตามลักษณะงาน จะช่วยทำให้แนวเชื่อมรองรับแรงและสภาพการใช้งานจริงได้อย่างปลอดภัยที่สุด

สรุป

การเชื่อมแบบ Hot Pass และ Fill Pass เป็นขั้นตอนสำคัญในงานโครงสร้างที่ช่วยให้ได้รอยเชื่อมที่แข็งแรง ปราศจากข้อบกพร่อง และรองรับแรงของงานอุตสาหกรรมได้ดี การเลือกลวดเชื่อมที่เหมาะสมสำหรับแต่ละขั้นตอนจึงเป็นหัวใจสำคัญที่ไม่ควรมองข้าม

สำหรับ Hot Pass ควรเลือกลวดเชื่อมที่ให้การแทรกซึมดี เผาตะกรันได้เยี่ยม เช่น ลวดเชื่อมชนิดเซลลูโลส หรือ E7018 ในงานที่ต้องการความแข็งแรงสูง ส่วน Fill Pass ต้องการลวดเชื่อมที่ให้เนื้อเชื่อมมาก แข็งแรง ทนความร้อนสะสม และรองรับการเชื่อมหลายชั้น ซึ่งลวดเชื่อมกลุ่ม Low Hydrogen เช่น E7018 หรือเกรดสูงกว่าได้รับความนิยมอย่างมาก

เมื่อเลือกลวดเชื่อมได้เหมาะสมกับลักษณะงานทั้งใน Hot Pass และ Fill Pass ประสิทธิภาพงานเชื่อมจะดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ทั้งในด้านความแข็งแรง ความทนทาน และคุณภาพแนวเชื่อมโดยรวม ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อทุกงานโครงสร้างไม่ว่าจะขนาดเล็กหรือใหญ่

สุดท้ายนี้สำหรับท่านใดที่กำลังมองหาลวดเชื่อมและตู้เชื่อมไฟฟ้าคุณภาพสูงสำหรับใช้ในงานเชื่อมอุตสาหกรรม ราคาถูกแต่คงมาตรฐานในระดับสูง แนะนำให้เลือกซื้อสินค้ากับแบรนด์ KOVET เพราะเรามีสินค้าให้เลือกมากมาย รับประกันงานคุณภาพ สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้