เชื่อมเหล็กกัลวาไนซ์ทำโครงสร้าง รู้จริง รู้ลึก ต้องใช้ลวดเชื่อมแบบไหน?

ปัจจุบันความนิยมเชื่อมเหล็กกัลวาไนซ์ได้เพิ่มขึ้น ไม่ต้องทาสี ไม่ต้องรอสีแห้งใช้งานได้เลย เหล็กกัลวาไนซ์เป็นเหล็กที่ผ่านกระบวนการเคลือบสังกะสีเพื่อป้องกันการกัดกร่อน ทำให้มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมสูง นิยมใช้ในงานโครงสร้างอาคาร โรงงาน และงานโครงเหล็กต่างๆ โดยเฉพาะในประเทศไทย มีการใช้งานอย่างแพร่หลาย ทั้งแบบเคลือบบางและเคลือบหนา ซึ่งแบบเคลือบบางมักได้รับความนิยมมากกว่า เนื่องจากราคาถูกกว่า และโดยทั่วไปแล้ว เหล็กกัลวาไนซ์จะมีราคาสูงกว่าเหล็กทั่วไปประมาณ 5-8% อย่างไรก็ตาม การเลือกใช้เหล็กกล่องกัลวาไนซ์ที่นิยมในงานโครงสร้างอาคาร มักมีความหนาไม่เกิน 2 มม. เพื่อช่วยลดต้นทุนและน้ำหนักโครงสร้างโดยรวม

ปัญหาในการเชื่อมเหล็กกัลวาไนซ์

การเชื่อมเหล็กกัลวาไนซ์มีความท้าทายที่แตกต่างจากเหล็กทั่วไป เนื่องจากชั้นเคลือบสังกะสีสามารถส่งผลกระทบต่อแนวเชื่อม เช่น:

• เกิดควันสังกะสีที่เป็นอันตรายต่อผู้เชื่อม
• มีโอกาสเกิดฟองอากาศหรือรูพรุนในแนวเชื่อม
• สิ่งสกปรกที่เกิดจากการเผาไหม้ของสังกะสี อาจส่งผลต่อคุณภาพของแนวเชื่อม

ทำไมต้องใช้ลวดเชื่อม E6013 และต้องเป็นฟลักซ์รูไทล์สูง?

ลวดเชื่อมที่นิยมใช้ในไทยสำหรับงานเชื่อมเหล็กกัลวาไนซ์คือ ลวดเชื่อมธูปประเภท E6013 เนื่องจากมีจุดเด่นในเรื่องของการเชื่อมง่าย ใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และกระแสตรง (DC) ได้ดี สามารถเชื่อมได้ในทุกท่าเชื่อม อีกทั้งยังเหมาะสำหรับช่างเชื่อมทั่วไปที่คุ้นเคยกับลวดเชื่อมชนิดนี้เป็นอย่างดี

อย่างไรก็ตาม การเลือกใช้ลวดเชื่อม E6013 สำหรับเหล็กกัลวาไนซ์ ควรเลือกรุ่นที่มีฟลักซ์ประเภท “รูไทล์สูง” (High Rutile) เนื่องจาก:

1. ช่วยกำจัดสิ่งสกปรกได้ดีขึ้น – ฟลักซ์ที่มีปริมาณรูไทล์สูงจะช่วยทำความสะอาดแนวเชื่อมโดยดึงสังกะสีที่ถูกเผาไหม้ให้ออกมาอยู่ในสแลก ทำให้ลดการปนเปื้อนในแนวเชื่อม
2. ลดโอกาสเกิดฟองอากาศ – ชั้นสังกะสีที่ถูกเผาไหม้สามารถทำให้เกิดฟองอากาศในแนวเชื่อมได้ แต่ฟลักซ์รูไทล์สูงสามารถช่วยลดปัญหานี้ได้โดยการควบคุมปริมาณออกซิเจนในแนวเชื่อม
3. ให้แนวเชื่อมเรียบและสวยงาม – ลวดเชื่อม E6013 ที่มีฟลักซ์รูไทล์สูง จะช่วยให้แนวเชื่อมมีลักษณะเรียบ สแลกหลุดล่อนง่าย ทำให้งานเชื่อมออกมาสวยงาม ไม่ต้องเสียเวลาขัดแต่งมาก
4. เหมาะกับงานโครงสร้างขนาดบาง – เนื่องจากเหล็กกล่องกัลวาไนซ์ที่ใช้ทำโครงสร้างมักมีความหนาไม่เกิน 2 มม. การใช้ลวดเชื่อม E6013 ที่มีฟลักซ์รูไทล์สูงช่วยให้สามารถเชื่อมได้โดยไม่ต้องใช้กระแสไฟสูงมาก ลดโอกาสเกิดรูพรุนหรือทะลุแนวเชื่อม
5. กลไกการกำจัดสังกะสีในเชิงทฤษฎี – ฟลักซ์รูไทล์สูงประกอบด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ในปริมาณมาก ซึ่งช่วยสร้างปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างการเชื่อม โดยไทเทเนียมไดออกไซด์ที่สูงร่วมกับฟลักซ์ตัวอื่น จะทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่ช่วยเร่งการเผาไหม้ของสังกะสี ทำให้สังกะสีที่ระเหยกลายเป็นก๊าซสามารถแยกตัวออกไปพร้อมกับสแลก ลดโอกาสที่สังกะสีจะปนเปื้อนในแนวเชื่อม ส่งผลให้แนวเชื่อมมีความแข็งแรงและปราศจากฟองอากาศมากขึ้น

สรุป

การเชื่อมเหล็กกัลวาไนซ์สำหรับโครงสร้างอาคารที่นิยมใช้เหล็กกล่องบาง ควรเลือกใช้ลวดเชื่อม E6013 ที่มีฟลักซ์รูไทล์สูง เนื่องจากสามารถกำจัดสังกะสีที่เผาไหม้ ลดฟองอากาศ และให้แนวเชื่อมเรียบสวยงาม นอกจากนี้ ฟลักซ์รูไทล์สูงยังช่วยเร่งการกำจัดสังกะสีในเชิงเคมี ทำให้การเชื่อมมีคุณภาพดียิ่งขึ้น การเลือกใช้ลวดเชื่อมที่เหมาะสมช่วยให้การเชื่อมเหล็กกัลวาไนซ์มีคุณภาพดีขึ้น และสามารถลดปัญหาต่างๆ ที่เกิดจากการเชื่อมเหล็กเคลือบสังกะสีได้อย่างมีประสิทธิภาพ

✅ ความรู้ความเข้าใจเพิ่มเติมในหลักการเชื่อมโลหะ

🔎 1. สังกะสี, สี, และสนิม = สิ่งสกปรกในการเชื่อม?

✔ ใช่! ในงานเชื่อม สารเคลือบเหล่านี้เป็นสิ่งปนเปื้อน (Contaminants) เช่นเดียวกับสี สนิม น้ำมัน หรือคราบไขมัน เพราะเมื่อถูกเผาไหม้ อาจทำให้เกิดปัญหาในการเชื่อม เช่น

• ฟองอากาศ (Porosity)
• แนวเชื่อมพรุน (Lack of Fusion)
• รอยแตกร้าว (Cracking)

🔥 2. ถ้าไม่ขจัดออก → ลวดเชื่อมต้องมีคุณสมบัติพิเศษ

ถ้าไม่สามารถขจัดออกก่อนเชื่อม ลวดเชื่อมต้องถูกออกแบบให้ช่วยกำจัดสิ่งเหล่านี้เอง โดย

1. เผาสิ่งปนเปื้อนออกระหว่างการเชื่อม (Burn-off Effect)
2. ทำให้สิ่งสกปรกลอยขึ้นไปผสมกับสแลก (Slag Inclusion) แล้วหลุดออก
3. ป้องกันฟองอากาศที่เกิดจากไอระเหยของสังกะสี

✅ ลวดเชื่อมที่ออกแบบมาให้ทำความสะอาดชิ้นงานขณะเชื่อม เช่น

• E6011 (Cellulosic Electrode) → มีพลังอาร์คแรง 🔥 ทำให้สามารถเผาสังกะสีหรือสิ่งสกปรกได้ดี
• Flux-Cored Wire (E71T-14, E71T-GS) → มีสารลดฟองอากาศและช่วยขับสิ่งปนเปื้อนขึ้นไปผสมกับสแลก
• E6013 (High Rutile Content) ฟลักซ์รูไทล์สูงประกอบด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ในปริมาณมาก ทำให้สังกะสีที่ระเหยกลายเป็นก๊าซสามารถแยกตัวออกไปพร้อมกับสแลก

📌 สรุป

✅ สังกะสี, สี, และสนิม ถือเป็นสิ่งสกปรก ในงานเชื่อมและควรขจัดออก และสวมใส่เครื่องป้องกันงานเชื่อม เต็มพิกัด ป้องกันตัวเอง
✅ หากไม่กำจัดออก ลวดเชื่อมต้องออกแบบให้เผาสิ่งสกปรกและรวมขับขึ้นไปในสแลก และ เคาะทิ้งออกไป