สายเชื่อม วัสดุชิ้นสำคัญที่ใช้ในงานเชื่อมอุตสาหกรรม

สายเชื่อมไฟฟ้า คืออุปกรณ์สำคัญที่ใช้งานร่วมกับตู้เชื่อมไฟฟ้าในอุตสาหกรรม โดยทำหน้าที่เป็นตัวนำกระแสเชื่อมจากเครื่องเชื่อมไปสู่บริเวณอาร์กในการเชื่อมโลหะ ซึ่งในสายเชื่อมมีวงจรเชื่อมอยู่ 2 สาย ประกอบไปด้วยสายดินและสายเชื่อม ส่วนปลายของสายดินจะต่อเข้ากับที่จับชิ้นงานเชื่อม (Ground clamp) และส่วนปลายของสายเชื่อมจะต่อไว้กับตัวจับสายเชื่อม (Electrode Holder) สายเชื่อมทั่วไปทำจากลวดทองแดงขนาดต่าง ๆ ตั้งแต่ 0.20 มม. ถึง 0.40 มม. และมักมีการหุ้มด้วยยางหรือพีวีซีเพื่อเพิ่มความคงทนในการใช้งาน และเพื่อให้สายเชื่อมสามารถโค้งงอตัวได้ เพราะการทำงานเชื่อมมักต้องมีการเคลื่อนย้ายตลอดเวลา จำเป็นต้องมีความยืดหยุ่นในการใช้งานอยู่พอสมควร

คุณสมบัติที่สายเชื่อมคุณภาพสูงต้องมี

• สายเชื่อมต้องมีความเหนียวและความทนทานในระดับสูง

สายเชื่อมที่มีความเหนียวและความทนทานในระดับสูงเป็นสิ่งสำคัญเมื่อต้องการคุณภาพการเชื่อมที่ดีและปลอดภัย เนื่องจากความเหนียวในระดับสูงจะช่วยให้สายเชื่อมสามารถทำงานได้ดีโดยไม่แตกหักหรือแตกย่อยในขณะที่เชื่อม ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการรั่วไฟฟ้าหรือความเสียหายของเชื่อมในกระบวนการใช้งานจริง รวมถึงความทนทานในระดับสูงจะทำให้สายเชื่อมทนทานต่อแรงเสียดทาน แรงกระแทก และแรงกดที่สูง สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ที่มีแรงกดและเครื่องจักรที่มีการเคลื่อนไหวได้

• สายเชื่อมต้องมีความยืดหยุ่น

ความยืดหยุ่นในสายเชื่อมไม่เพียงแต่มีประโยชน์ต่อการเคลื่อนย้ายในการใช้งานเท่านั้น แต่ยังส่งผลดีต่อกระบวนการเชื่อมอีกด้วย โดยสายเชื่อมที่มีความยืดหยุ่นสูงมักมีกระบวนการเชื่อมที่เสถียรและปลอดภัยต่อการใช้งานสูง สามารถใช้งานได้หลากหลาย ง่ายต่อการดึงและผ่อนสำหรับการเคลื่อนไหวหรือการเปลี่ยนทิศทางของอุปกรณ์เชื่อม ทำให้ผู้ใช้งานสามารถควบคุมการเชื่อมได้ดียิ่งขึ้น ทั้งยังลดความเครียดที่อาจทำให้สายเชื่อมหักหรือแตกหักขณะใช้งาน และลดความเสี่ยงในการเกิดการช็อกหรือการกระตุ้นที่อาจเกิดขึ้นจากการเคลื่อนไหวของอุปกรณ์เชื่อมหรือวัสดุที่เชื่อมได้

• สายเชื่อมต้องทนทานต่อน้ำมัน ตัวทำลาย และสารเคมี

การทนทานต่อน้ำมัน ตัวทำลาย และสารเคมีเป็นคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับสายเชื่อมที่ใช้ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่มีการสัมผัสกับสารเคมีหรือน้ำมันเป็นประจำ เช่น ในอุตสาหกรรมยานยนต์ หรืออุตสาหกรรมต่อเรือ เป็นต้น เนื่องจากน้ำมันและสารเคมีสามารถทำให้เกิดความชื้นและกัดกร่อนสายเชื่อมได้ การที่สายเชื่อมมีความทนทานต่อสารเคมีและน้ำมันจะช่วยให้สามารถใช้งานได้นานโดยไม่เสื่อมสภาพหรือทำให้เสียหายง่าย อีกทั้งยังช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดอุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้นได้อีกด้วย

• สายเชื่อมต้องทนอุณหภูมิต่อเนื่องได้ดีที่ 65 องศาเซลเซียส

สายเชื่อมที่มีคุณภาพสูงจำเป็นต้องมาพร้อมกับคุณสมบัติด้านความทนทานต่ออุณหภูมิและความร้อนได้ดี สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยที่ไม่เกิดการละเลยคุณภาพของเชื่อม โดยอย่างน้อยต้องทนอุณหภูมิความร้อนที่ 65 องศาเซลเซียสหรือมากกว่านั้นได้ต่อเนื่อง เพราะการใช้งานสายเชื่อมร่วมกับตู้เชื่อมนั้นไม่มีใครใช้งานเพียงระยะเวลาสั้น ๆ แต่ต้องใช้งานเชื่อมต่อเนื่องนานเป็นเวลาหลายนาที หากสายเชื่อมทนไม่ไหวก็จะทำให้งานเชื่อมเกิดการล่าช้าได้

ประเภทของสายเชื่อม และความเหมาะสมในการใช้งาน

• สายเชื่อมแบบหุ้มด้วยฉนวนยาง

สายเชื่อมยางสีดำหรือสายเชื่อมไฟฟ้าหุ้มด้วยฉนวนที่ผลิตขึ้นจากยางสังเคราะห์คุณภาพสูง ทำให้มีสายเชื่อมมีความเหนียวและยืดหยุ่นสูง ทนทานต่อแรงกระแทก แรงเสียดสี และแรงกดทับได้ดี สามารถลากไปมาในพื้นที่ปฏิบัติงานได้สะดวก ทั้งยังทนต่ออุณหภูมิความร้อนได้สูง 65 ถึง 75 องศาเซลเซียส และทนต่อน้ำมัน ตัวทำละลาย และสารเคมีได้

• สายเชื่อมแบบหุ้มด้วยฉนวน PVC

สายเชื่อมไฟฟ้าสีส้มหรือสายเชื่อมไฟฟ้าที่หุ้มด้วยฉนวนที่ผลิตขึ้นจากเนื้อ PVC หรือมีส่วนประกอบหลักเป็น คลอริเนตโพลิเอทิลลีน หรือ CPE เพื่อเพิ่มคุณสมบัติให้ทนทานต่อกระแสไฟฟ้าระดับสูงได้เป็นอย่างดี แถมยังมีจุดเด่นในด้านความทนทานต่ออุณหภูมิและความร้อนได้ดีกว่าสายเชื่อมยางเสียอีก โดยอุณหภูมิที่รับได้อยู่ที่ประมาณ 70 ถึง 90 องศาเซลเซียส รวมถึงมีความแข็งแรงกว่าสายเชื่อมยางเช่นกัน เพราะมีลักษณะผิวสัมผัสที่มัน ทำให้สามารถชะลอการเผาไหม้ของสายเคเบิลได้ด้วย

ข้อแตกต่างระหว่างสายเชื่อมกับสายเคเบิลทั่วไป

• ความยืดหยุ่น

สายเชื่อมถูกออกแบบมาให้มีความยืดหยุ่นในระดับสูง ทนทานต่อแรงกระแทก การดัดและบิดซ้ำ ๆ ได้เป็นอย่างดี เพื่อที่ผู้ใช้งานสามารถลากเคลื่อนที่ไปพร้อมกับอุปกรณ์เชื่อมได้สะดวก พร้อมต่อการใช้งานในสถานที่ต่าง ๆ ได้ดียิ่งขึ้น และเพื่อช่วยให้งานเชื่อมสามารถปรับตัวตามการเคลื่อนไหวของวัตถุที่ต้องการเชื่อมได้โดยไม่ต้องเป็นเหตุให้เกิดความเครียดของวัสดุ

ในขณะที่สายเคเบิลทั่วไปหรือสายไฟมาตรฐานจะมีความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง แต่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับสายเชื่อม เพราะรูปแบบการใช้งานสายเคเบิลทั่วไปส่วนใหญ่จะนิยมติดตั้งแบบคงที่ ใช้งานในสถานที่ไม่ต้องเคลื่อนย้ายไปมา ทำให้ความยืดหยุ่นอาจไม่ใช่คุณสมบัติที่จำเป็นมากนักสำหรับสายเคเบิล

• การลากสาย

สายเชื่อมหรือสายที่ใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์เชื่อมส่วนใหญ่มักทำด้วยตัวนำทองแดงคุณภาพสูงนำมาตีเกลียวอย่างประณีต เพราะการพันเกลียวจะช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและความแข็งแรงให้กับสายเชื่อม ทั้งยังช่วยให้สายเชื่อมสามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้สูง เสถียรคงที่ได้ในขณะที่ยังคงคุณสมบัติด้านความยืดหยุ่นไว้ได้

สายเคเบิลทั่วไป แม้ว่าจะเป็นรุ่นมาตรฐานแล้วก็ตาม มักมีตัวนำตีเกลียวละเอียดน้อยกว่าสายเชื่อม ด้วยเหตุเดียวกับด้านความยืดหยุ่น คือวัตถุประสงค์ในการใช้งานระหว่างสายเชื่อมและสายเคเบิลนั้นมีความแตกต่างกัน สายเคเบิลเน้นที่การติดตั้งใช้งานอยู่กับที่ ไม่จำเป็นต้องลากเคลื่อนย้ายไปไหน

• วัสดุฉนวน

สายเชื่อมคุณภาพสูงจะใช้ยางสังเคราะห์หรือวัสดุฉนวนอีลาสโตเมอร์ ซึ่งเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติด้านความยืดหยุ่นและความทนทานในระดับสูง อีกทั้งยังมาพร้อมกับคุณสมบัติด้านการทนทานต่อน้ำมัน สารเคมี และการเสียดสีได้ดี ถือเป็นคุณสมบัติในงานเชื่อมอย่างแท้จริง เพราะสภาพแวดล้อมการทำงานเชื่อมมักเต็มไปด้วยเครื่องจักร สารเคมี น้ำมัน และต้องเคลื่อนย้ายอุปกรณ์อยู่บ่อย ๆ หากสายเชื่อมไม่มีคุณสมบัติในด้านนี้ก็มีโอกาสที่จะเสื่อมสภาพลงเร็วขึ้น และเสี่ยงต่อการทำให้อุปกรณ์เชื่อมต่าง ๆ ชำรุดเสียหายตามไปด้วยได้เช่นกัน

กลับกันสายเคเบิลทั่วไปจะใช้วัสดุฉนวนที่มีความหลากหลายกว่าสายเชื่อม ไม่ว่าจะเป็นวัสดุฉนวนจำพวก PVC (โพลีไวนิลคลอไรด์) หรือ XLPE (Cross-Linked Polyethylene) ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งานเป็นหลัก ถึงแม้ว่าวัสดุที่กล่าวจะมีคุณสมบัติในการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี แต่เมื่อเทียบคุณสมบัติด้านความยืดหยุ่น ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่จำเป็นในงานเชื่อม คงต้องบอกว่าอยู่ในระดับที่ต่ำกว่าฉนวนยางพอสมควร

• ระดับแรงดันไฟฟ้า

ระดับแรงดันไฟฟ้าจัดเป็นคุณสมบัติที่จำเป็นต้องงานเชื่อมเป็นอย่างมาก สายเชื่อมคุณภาพสูงจึงมักมาพร้อมระดับแรงดันไฟฟ้าที่มีความเสถียร และได้รับการออกแบบให้ใช้งานแรงดันไฟฟ้าในระดับต่ำเป็นหลัก เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องเชื่อมทำงานหนัก ไม่ให้เกิดไฟกระชากจนทำให้เครื่องเชื่อมเสียหายชำรุด โดยทั่วไปแล้วสายเชื่อมจะรับแรงดันไฟฟ้าได้ประมาณ 600 โวลต์หรือต่ำกว่านั้น การเชื่อมจะต้องมีการปรับตั้งค่าเชื่อมหลากหลายระดับเริ่มตั้งแต่ขนาดของการใช้กระแสของไฟฟ้ามากกว่า 200 ถึง 300 แอมป์ อีกด้วย การเลือกสายเชื่อมไฟฟ้าของช่างจึงจำเป็นต้องทนต่อกระแสของไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี

ในขณะที่สายเคเบิลปกติจะมีการผลิตออกมาโดยมีพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลายกว่ามาก มีทั้งแบบที่รองรับแรงดันไฟฟ้าได้ในระดับต่ำและแรงดันไฟฟ้าในระดับสูง ซึ่งเหมาะสำหรับใช้ในการเดินสายไฟในอาคารหรือในโรงงานอุตสาหกรรม

• กำลังการผลิตปัจจุบัน

สายเชื่อมได้รับการออกแบบมาให้รองรับต่อการใช้ในงานเชื่อมและร่วมกับอุปกรณ์เชื่อมต่าง ๆ เป็นหลัก การผลิตส่งกระแสไฟฟ้าสูงจึงมาเป็นลักษณะโดยระบุความกว้างขวาง ซึ่งบ่งบอกถึงความสามารถในการนำไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านได้โดยไม่มีความต้านทานมากเกินไป ช่วยให้กระแสไฟฟ้าถึงตำแหน่งเชื่อมได้อย่างเหมาะสมและเป็นประโยชน์

ต่างกับสายเคเบิลที่ออกแบบมาให้จ่ายกระแสไฟฟ้าได้ในหลายระดับ โดยขึ้นอยู่กับขนาดและวัสดุฉนวนของสายเคเบิล จึงไม่ควรนำสายเคเบิลทั่วไปมาใช้งานร่วมกับอุปกรณ์เชื่อมหรือใช้แทนสายเชื่อมเด็ดขาด

• การใช้งาน

สายเชื่อมเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานร่วมกับเครื่องเชื่อมประเภทต่าง ๆ โดยเฉพาะ สามารถเชื่อมต่อร่วมกับเครื่องเชื่อม อิเล็กโทรดเชื่อมหรือชิ้นงานต่าง ๆ ได้ครบ

เช่นเดียวกับสายเคเบิลทั่วไปที่มีลักษณะการใช้งานที่หลากหลาย จึงได้รับการออกแบบมาให้สามารถเชื่อมต่อกับเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ในอาคาร อุปกรณ์จ่ายไฟ รวมถึงการเดินสายไฟในอาคารและการติดตั้งแบบตายตัวอื่น ๆ ด้วย

Q&A คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ 'สายเชื่อม'

• การต่อสายเชื่อมกับตู้เชื่อมไฟฟ้ามีหลักการอย่างไร?

การต่อสายเชื่อมกับตู้เชื่อมไฟฟ้ามีหลักการที่ต้องปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัดเพื่อให้ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในการใช้งาน ควรเลือกใช้สายเชื่อมที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสมกับการใช้งานที่ต้องการ เช่น ความยาวและขนาดของสายเชื่อมที่ต้องการต่อเข้ากับตู้เชื่อมไฟฟ้า ตรวจสอบว่าตู้เชื่อมไฟฟ้ามีการต่อสายเชื่อมอย่างถูกต้องตามคู่มือหรือแบบแผนการต่อที่กำหนด และแน่ใจว่าการต่อไฟฟ้าได้ถูกต้องตามข้อกำหนดทางเทคนิค รวมถึงการต่อสายเชื่อมกับตู้เชื่อมไฟฟ้าควรใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ที่เหมาะสมในการต่อสายเชื่อม เช่น เครื่องมือตัดสายเชื่อม อุปกรณ์ป้องกันสัญญาณรั่วไฟฟ้า เพื่อลดความเสี่ยงในการทำงาน การปฏิบัติตามหลักการเหล่านี้จะช่วยลดความเสี่ยงในการใช้งานและประสบการณ์ในการต่อสายเชื่อมในการใช้งานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

• การต่อสายเชื่อมใช้งานมีอันตรายหรือไม่?

การต่อสายเชื่อมใช้งานสามารถมีความเสี่ยงต่อความปลอดภัยได้ โดยเฉพาะเมื่อไม่ทำการต่อให้ถูกต้องหรือไม่มีความระมัดระวังในขั้นตอนการทำงาน เนื่องจากการต่อสายเชื่อมที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดการสั่นสะเทือนหรือการรั่วของไฟฟ้า ที่อาจเป็นอันตรายต่อผู้ใช้งานหรือสิ่งแวดล้อมรอบข้าง เพื่อป้องกันความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น ควรปฏิบัติตามคำแนะนำและมาตรฐานการใช้งานที่เกี่ยวข้อง เช่น การใช้สายเชื่อมที่มีคุณภาพและมีมาตรฐานการผลิตที่เหมาะสม การสังเกตและทำการตรวจสอบสายเชื่อมก่อนการใช้งานเป็นประจำ การต่อสายเชื่อมโดยสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม เป็นต้น

• ต่อสลับขั้วสายเชื่อมมีความเสี่ยงทำให้ตู้เชื่อมพังหรือไม่?

เครื่องเชื่อมทั่วไปสามารถต่อสายเชื่อมสลับขั้วกันได้ ซึ่งบนเครื่องเชื่อมจะมีระบุไว้ชัดเจนอยู่แล้ว รูไหนเป็นขั้วบวก รูไหนเป็นขั้วลบ โดยการต่อสลับขั้วสายเชื่อมนั้นไม่มีทำให้เครื่องเชื่อมพังหรือเสียหายแน่นอน อีกทั้งการต่อสลับขั้วยังมีประโยชน์ต่อการงานเชื่อมในบางรูปแบบอีกด้วย เพราะการต่อสลับขั้วด้วยการนำสายกราวด์ไปต่อที่ขั้วบวกและสายเชื่อมไปต่อที่ขั้วลบของตู้เชื่อม จะให้การซึมลึกที่ดี เหมาะสำหรับกับงานเชื่อมชิ้นงานที่ต้องการความแข็งแรง เพราะที่ชิ้นงานจะมีความร้อนมากกว่าที่หัวเชื่อมถึง 2 ใน 3 เนื่องจากสายกราวด์อยู่ที่ขั้วบวกนั่นเอง กลับกันถ้าสลับเอาสายกราวด์ไปต่อที่ขั้วลบและสายเชื่อมไปต่อที่ขั้วบวกแทน แบบนี้ก็จะเหมาะสำหรับการเชื่อมเหล็กบาง ๆ หรืองาน DIY ทั่วไป และลดอาการทะลุของชิ้นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย