การอบลวดเชื่อมคืออะไร? ช่างเชื่อมมืออาชีพห้ามมองข้าม

การอบลวดเชื่อมคืออะไร?

ในงานเชื่อมโลหะ ไม่ว่าจะเป็นงานโครงสร้างทั่วไปหรืองานคอนกรีตอัดแรง “คุณภาพของลวดเชื่อม” ถือเป็นหัวใจของความแข็งแรงทั้งหมด แต่สิ่งที่หลายคนมักมองข้าม คือ “ขั้นตอนการอบลวดเชื่อม” ซึ่งมีผลโดยตรงต่อการเกิดรอยร้าวและความทนทานของชิ้นงาน 

บริษัท ไต้ทงแมชชีนเนอรี่ จำกัด ในฐานะผู้ผลิตและจำหน่ายเครื่องจักรงานคอนกรีตอัดแรงครบวงจร เข้าใจดีว่าทุกกระบวนการผลิตตั้งแต่ลวดเชื่อมจนถึงเครื่องอัดแรง ต้องอาศัยความละเอียดและมาตรฐานสูง เพื่อให้ผลงานสุดท้ายมีความปลอดภัยและคงทนยาวนาน บทความนี้จะพาคุณมารู้จัก “การอบลวดเชื่อม” อย่างเข้าใจ ตั้งแต่เหตุผลที่ต้องอบ วิธีการอบที่ถูกต้อง ไปจนถึงเทคนิคควบคุมคุณภาพที่มืออาชีพใช้จริง 

ทำไมต้อง “อบลวดเชื่อม”  

ก่อนจะเริ่มต้นใช้งานลวดเชื่อม บางประเภทจำเป็นต้องผ่านกระบวนการอบ (preheating / baking / drying) ด้วยเหตุผลดังนี้: 

ไล่ความชื้น (Moisture Removal) 

ฟลักซ์หรือตัวห่อหุ้มของลวดเชื่อมมักดูดซับความชื้นจากอากาศ ถ้านำลวดมาเชื่อมโดยไม่อบ ความชื้นจะกลายเป็นไฮโดรเจน (H₂) และอาจก่อให้เกิด “การแตกร้าวจากไฮโดรเจน” (hydrogen cracking) ได้ โดยเฉพาะในลวดเชื่อมเกรดไฮโดรเจนต่ำ (low-hydrogen electrodes)  

ลดการเกิดฟองก๊าซ / การแตกร้าวในรอยเชื่อม 

ถ้าฟลักซ์มีความชื้นภายใน เมื่อถูกความร้อนในระหว่างเชื่อมจะเกิดฟองก๊าซในโลหะหลอมเหลว ส่งผลให้รอยเชื่อมอาจมีรูพรุน (porosity) หรือรอยแตกร้าวได้ เสถียรภาพของลวด / คุณสมบัติทางกลที่ดีกว่า กระบวนการอบอาจช่วย “ลดความเครียดภายใน (internal stresses)” ที่เกิดจากกระบวนการผลิตลวด ช่วยให้ลวดมีการยืดตัว / พฤติกรรมการแปรสภาพ (stress-strain behavior) ที่เสถียรกว่าเมื่อนำไปใช้งานจริง  

ลดการผุ แก๊ส และการเสื่อมสภาพ 

ถ้าลวดถูกเก็บไว้ในสภาพอากาศชื้นโดยไม่อบ อาจเกิดคราบสนิม หรือสารเคลือบภายนอกถูกทำลาย ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการเชื่อมและความทนทานของรอยเชื่อม เพราะฉะนั้น สำหรับลวดเชื่อมที่สำคัญในงานโครงสร้าง วิศวกรหรือช่างเชื่อมจึงมักให้ความสำคัญกับการอบลวดเชื่อมก่อนใช้งาน 

ประเภทลวดเชื่อมที่ ควรอบ และ ไม่จำเป็นต้องอบ 

ไม่ใช่ลวดเชื่อมทุกชนิดที่จะต้องอบ บางประเภทสามารถใช้งานได้เลยโดยไม่ผ่านการอบ เช่น 

ลวดเชื่อมกลุ่มไฮโดรเจนต่ำ / Basic Electrode (เช่น E7018, E8018 ฯลฯ) 
มักถูกกำหนดให้ต้องอบที่อุณหภูมิในช่วง 260 – 425 °C เป็นเวลา 1–2 ชั่วโมง (ขึ้นอยู่กับมาตรฐานผู้ผลิต) เพื่อไล่ความชื้นและลดความเสี่ยงต่อ hydrogen cracking Long Well Thai 

ลวดเชื่อมกลุ่มรูไทล์ (Rutile) / เซลลูโลส / ลวดเชื่อมทั่วไปที่ใช้ในงานเบา 
ในหลายกรณีไม่จำเป็นต้องอบลวดเชื่อม เพราะงานไม่ได้เน้นแรงสูง หรือความแข็งแรงของรอยเชื่อมไม่เข้มงวดมาก ในการเลือกใช้งาน ควรตรวจสอบ มาตรฐานลวดเชื่อม (เช่น มาตรฐาน AWS A5, มาตรฐานผู้ผลิต) ซึ่งมักมีระบุว่าลวดนั้น “ต้องอบ” หรือ “อบได้” หรือ “ไม่ต้องอบ” และระบุอุณหภูมิ-เวลาในการอบไว้ 

วิธีการอบลวดเชื่อมที่ถูกต้อง (Electrode Drying / Baking) 

อุปกรณ์และเครื่องมือ 

• ตู้อบลวดเชื่อม (Welding Electrode Dryer / Oven) 
  ขนาดอาจตั้งแต่ 5 กก. ถึง 100 กก. ใช้ไฟ 220 V หรือ 380 V ปรับอุณหภูมิได้ระหว่าง ~100 – 400 °C ภายในบุฉนวนกันความร้อนเพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่  
  
• กระบอกอบลวดเชื่อม (Electrode Drying Tube / Container) 
  ใช้ในงานภาคสนาม งานกลางแจ้ง หรือเชื่อมบนที่สูง มักบรรจุได้ 5–10 กก. ปรับอุณหภูมิได้ 100–400 °C  
  
• อุปกรณ์วัดอุณหภูมิ / ตัวควบคุมอุณหภูมิ (Thermocouple / Digital Controller) เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิอบอยู่ในช่วงที่กำหนด 
  
• เครื่องมือบันทึกข้อมูล (Log book, ซอฟต์แวร์) 
  บันทึกวันที่อบ, เวลา, อุณหภูมิเริ่ม-สิ้นสุด, หมายเลขล็อตของลวด ฯลฯ ตามแนวปฏิบัติ QC/QA ในงานเชื่อม  
  

ขั้นตอนในการอบลวดเชื่อม 

• คัดเลือกลวดที่ต้องอบ และบันทึกข้อมูล 
  เช่น ขนาดลวด, หมายเลขล็อต (Lot No.), วันที่อบ ฯลฯ 
• อุ่นล่วงหน้า (Preheating) / ตั้งอุณหภูมิเริ่มต้น เริ่มตั้งอุณหภูมิให้อบลวดอย่างค่อยเป็นค่อยไป (ตามคำแนะนำของผู้ผลิตลวด) เพื่อป้องกันการเกิดการแตกของฟลักซ์ 
• อบ (Baking / Drying / Hold time) ตัวอย่างตามแนวปฏิบัติทั่วไป: อบที่อุณหภูมิ 350 °C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง แล้วหลังอบให้ลดอุณหภูมิลงมาอยู่ที่ 150 °C และเก็บรักษาที่อุณหภูมินี้ (hold) จนกว่าจะใช้งาน หมายเหตุ: ค่าที่เหมาะสมจริงขึ้นกับชนิดลวดเชื่อมและคำแนะนำจากบริษัทลวดเชื่อม
• ระบายความร้อน / ลดอุณหภูมิอย่างช้า ๆ หลังอบเสร็จควรลดอุณหภูมิให้ค่อย ๆ ลงจนถึงอุณหภูมิที่ใช้งาน (เช่น 120–150 °C) แล้วเก็บไว้ที่อุณหภูมินี้จนกว่าจะนำไปใช้งาน 

การใช้งาน / เก็บรักษาระหว่างใช้งาน 

ลวดที่ถูกอบแล้วควรเก็บอยู่ในตู้อบหรือภาชนะที่รักษาอุณหภูมิ (Hold) ตลอดเวลา หลีกเลี่ยงการเปิดฝาตู้ทิ้งไว้ ถ้าลวดที่เบิกไปแล้วใช้ไม่หมด ให้เก็บไว้ในภาชนะที่รักษาอุณหภูมิ (150 °C) และเมื่อจะใช้อีกครั้งให้อบซ้ำ (โดยมากจะจำกัดจำนวนครั้งซ้ำ) ต้องมีการบันทึกการเบิกใช้งาน เช่น จำนวนลวด, ขนาด, เวลา, ช่างเชื่อม ฯลฯ เพื่อควบคุมคุณภาพ  

เคล็ดลับ / ข้อควรระวัง 

• อย่าเร่งอุณหภูมิสูงเกินไปเกินเวลาที่กำหนด เพราะอาจทำให้ฟลักซ์ภายในถูกทำลาย 
• อย่าอบเกินจำนวนครั้งที่ผู้ผลิตกำหนด เพราะอาจลดคุณลักษณะของลวด 
• ระวังการเปิดฝาตู้อบบ่อยครั้ง เพราะจะทำให้อุณหภูมิในตู้แปรปรวน 
• หากใช้ในไซต์งาน ควรจัดวางตู้อบ/กระบอกอบในที่แห้ง ป้องกันฝุ่นละออง 
• ตรวจสอบสเปกลวดเชื่อม / คู่มือผู้ผลิตก่อนเสมอ 
  

การอบลวดเชื่อมในบริบทงานคอนกรีตอัดแรง (Prestressed Concrete) 

แม้หัวข้อหลักคือ “อบลวดเชื่อม” แต่ในงานโครงสร้างคอนกรีตอัดแรง (prestressed concrete) เรามักมีลวดเหล็กแรงดึงสูง (PC wire / PC strand) ซึ่งผ่านกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน เช่น cold drawing, stress relieving, strain tempering ฯลฯ  

ลวดเหล็กแรงดึงสูง (PC wire) โดยทั่วไปจะถูกผลิตโดย cold drawing และ heat treatment / tempering / stress relieving เพื่อให้ได้สมบัติเชิงกลที่เหมาะสม เช่น ความแข็งแรง สูงสุด, การสูญเสียแรง (relaxation) ต่ำ ฯลฯ ในกระบวนการผลิต บางเทคนิคใช้ induction heating, quenching, tempering ที่อุณหภูมิ ~400–500 °C เพื่อให้ได้โครงสร้างโลหะที่เสถียร มีแรงยึดเหนี่ยวดี และลดแรงตกค้างภายใน  

หลังจากผลิตแล้ว หลีกเลี่ยงให้เหล็กโดนความร้อนสูงเกินไปในไซต์งาน เพราะอาจทำให้โครงสร้างปรับเปลี่ยน (recrystallization) และลดสมบัติแรงดึงลงได้ ดังนั้น ถึงแม้ในงานคอนกรีตอัดแรงเราอาจไม่เรียก “อบลวดเชื่อม” ในบทบาทเดียวกับลวดเชื่อมทั่วไป แต่แนวคิดเรื่องการควบคุมอุณหภูมิ การอบรักษา (heat treatment) มีบทบาทสำคัญในกระบวนการผลิตและการเก็บรักษาเหล็กแรงดึงสูง 

สรุป 
การอบลวดเชื่อมถือเป็นกระบวนการสำคัญที่ช่วยยกระดับคุณภาพของงานเชื่อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในลวดเชื่อมชนิดไฮโดรเจนต่ำ ซึ่งมีความไวต่อความชื้น หากไม่ได้รับการอบอย่างถูกต้องอาจเกิดปัญหารอยร้าวหรือฟองก๊าซในแนวเชื่อมได้ การควบคุมอุณหภูมิและระยะเวลาในการอบจึงต้องเป็นไปตามคำแนะนำของผู้ผลิตอย่างเคร่งครัด รวมถึงมีการบันทึกข้อมูลการอบและการเบิกใช้งาน เพื่อให้สามารถตรวจสอบย้อนกลับและควบคุมคุณภาพได้อย่างเป็นระบบ

นอกจากนี้ควรหลีกเลี่ยงการอบซ้ำหลายครั้งเกินไป เพราะอาจทำให้คุณสมบัติของลวดเชื่อมลดลง การรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงคงที่และเหมาะสมจะช่วยยืดอายุการใช้งานของลวดและคงคุณภาพแนวเชื่อมได้ดีที่สุด สำหรับงานคอนกรีตอัดแรง กระบวนการควบคุมความร้อนและการอบวัสดุยังมีบทบาทสำคัญในขั้นตอนการผลิตลวดแรงดึงสูง

ซึ่งต้องการความแม่นยำและความเสถียรของโครงสร้างโลหะ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่แข็งแรงและทนทานสูงสุด ทั้งหมดนี้สอดคล้องกับแนวทางของ บริษัท ไต้ทงแมชชีนเนอรี่ จำกัด ผู้เชี่ยวชาญด้านเครื่องจักรงานคอนกรีตอัดแรงครบวงจร ที่ให้ความสำคัญกับคุณภาพในทุกขั้นตอนการผลิต ตั้งแต่การออกแบบชิ้นส่วน ไปจนถึงการส่งมอบเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย เพื่อสนับสนุนให้ทุกโครงการก่อสร้างของลูกค้าดำเนินได้อย่างมั่นคงและได้มาตรฐานระดับสากล