การเชื่อมเหล็กหล่อ คืออะไร? 

            การเชื่อมชิ้นส่วนเหล็กหล่อใช้ในงานซ่อมแซ่มเป็นส่วนใหญ่ทำให้สามารถประหยัดเวลาและเงินได้เนื่องจากไม่ต้องทิ้งชิ้นงานที่เสียหาย แต่ก็มีความยากอยู่ที่การเชื่อมมักส่งผลให้เกิดการแตกร้าวหรือความเสียหายอื่นๆได้ หากไม่ทำการเชื่อมอย่างถูกวิธี ซึ่งหากต้องทำการเชื่อมเหล็กหล่อ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องศึกษาขั้นตอนที่จำเป็นในการเชื่อมชิ้นส่วนนั้นๆ เพื่อให้การเชื่อมมีประสิทธิภาพ ซึ่งก่อนเริ่มต้นการเชื่อมชิ้นงาน เราต้องแน่ใจก่อนว่าชิ้นงานเป็นเหล็กหล่อประเภทใด จึงจะเลือกเทคนิคการเชื่อม และลวดเชื่อมเหล็กหล่อที่เหมาะสมได้

เทคนิคการเชื่อม 

การเลือกเทคนิคในการเชื่อมตามความเหมาะสมกับโลหะผสมเหล็กหล่อที่จะทำการเชื่อม ซึ่งกระบวนการเชื่อมที่พบบ่อยที่สุดคือ การเชื่อมแบบลวดเชื่อมไฟฟ้า หรือที่เรียกว่าการเชื่อม MMA

ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ คืออะไร?

            ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ หรือ Cast iron welding electrode เป็นลวดเชื่อมเหล็กหล่อที่ใช้สำหรับเชื่อมหรือซ่อมแซมชิ้นงานที่เป็นเหล็กหล่อ โดยลวดเชื่อมเหล็กหล่อจะมีส่วนผสมของนิกเกิล ซึ่งปริมาณสัดส่วนของนิกเกิลจะขึ้นอยู่กับเกรดและประเภทของลวดเชื่อมเหล็กหล่อประเภทนั้น ๆ

เหล็กหล่อแบ่งออกเป็นกี่ประเภท?

            เหล็กหล่อสามารถแบ่งตามลักษณะของโครงสร้างการรวมตัวของคาร์บอนเป็นหลักได้ 4 ประเภทคือ

1. เหล็กหล่อสีเทาหรือสีดำ (Gray Cast Iron)

            เหล็กหล่อชนิดนี้เป็นเหล็กหล่อที่มีส่วนผสม และโครงสร้างใกล้เคียงกับเหล็กดิบ (Pig iron) ที่ถลุงจากเตาสูง (Blast Purnace) เหล็กหล่อชนิดนี้เมื่อหักดูเนื้อเหล็กตรงรอยหักจะเห็นเม็ดเกรนเป็นสีเทา แตกต่างกับเหล็กหล่อสีขาว ทั้งมีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนที่ใกล้เคียงกันประมาณ 3 – 3.5% แต่คาร์บอนในเหล็กหล่อสีเทานี้จะเกิดขึ้นเนื่องจากเย็นตัวเป็นไปอย่างช้า ๆ ทำให้คาร์บอนส่วนใหญ่จะแยกตัวออกมารวมกันในรูปของคาร์บอนบริสุทธ์เป็นแผ่นหรือเกล็ด (Flakes) ซึ่งเรียกว่า กราไฟต์ “Graphite”  ซึ่งทำให้ดูเป็นสีเทาแต่ก็ยังมีคาร์บอนบางส่วนรวมตัวในลักษณะสารประกอบในเนื้อเหล็ก (Cementite) เหมือนเหล็กหล่อสีขาวนอกจากนี้ยังมีธาตุที่ผสมอื่นอยู่ เช่น ซิลิกอน, แมงกานีส, ฟอสฟอรัส และ กำมะถัน

            คุณสมบัติของเหล็กหล่อสีเทา

1. มีความแข็งไม่มากนัก สามารถกลึงหรือไส ตบแต่งให้ได้ขนาดตามต้องการได้
2. มีอุณหภูมิหลอมเหลวต่ำ และมีความสามารถในการไหล (Fluidity) ดีสามารถหล่อหลอมให้ได้รูปร่างชนิดซับซ้อนได้ง่าย
3. มีอัตราการขยายตัวน้อยสามารถใช้ทำส่วนประกอบของเครื่องจักรกลที่ต้องการรูปร่างและขนาดที่แน่นอน
4. มีความต้านทานต่อแรงอัด และรับแรงสั่น (Dam ping Capacity) ได้ดี ใช้ทำแท่นรองรับอุปกรณ์ เครื่องมือกลต่างๆ ได้ดี
5. สามารถที่จะปรับปรุงคุณสมบัติความต้านทานแรงดึงได้มากขึ้นอยู่กับการปรับปรุงส่วนผสมและการอบชุบ ทำให้ใช้งานได้กว้างขวาง

            การใช้งาน

ใช้ทำชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ เช่น ก้านสูบ ทำท่อน้ำ ขนาดใหญ่ และแท่นฐานเครื่องจักรกลต่าง ๆ เช่น ฐานเครื่องกลึง, เครื่องกัด ทำปากกาจับชิ้นงาน  ฯลฯ

2. เหล็กหล่อกราไฟต์กลม (Spheroidal Graphite Cast Iron or Nodular Cast Iron)

            เหล็กหล่อกราไฟต์กลมมีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนอยู่ประมาณ 3–3.5% และยังมีธาตุอื่นที่ผสมอยู่ เช่น แมกนี-เซี่ยม และนิกเกิล เหล็กหล่อชนิดนี้ได้มาจากเหล็กหล่อสีเทาอีกทีหนึ่งโดยผสมแมกนีเซียม–นิกเกิลลงในน้ำเหล็กก่อนเทลงแบบ ซึ่งจะทำให้

กราไฟต์ (คาร์บอนบริสุทธิ์ที่รวมตัวอยู่ในเนื้อเหล็ก) มีลักษณะเป็นวงกลม (Spheroids) เหล็กหล่อกราไฟต์กลมต่างกับเหล็กหล่อสีเทาตรงที่คาร์บอนรวมตัวเป็นกราไฟต์ในลักษณะกลม (กราไฟต์ของเหล็กหล่อสีเทาอยู่ในลักษณะยาวๆ) คุณสมบัติที่ได้จึงเหนียวและรับแรงกระแทกได้ดีกว่าเหล็กหล่อสีเทา จึงเป็นที่นิยมใช้มาก โครงสร้างของเหล็กชนิดนี้จะมีโครงสร้างพื้นเป็นเฟอร์ไรท์ (Ferrite) และเพิรไลท์ (Pearlite)

            คุณสมบัติของเหล็กหล่อกราไฟต์กลม

1. ทนแรงดึงได้สูงประมาณ 540–700 นิวตัน /มม.²
2. มีอัตราการยึดตัวประมาณ 1–5%
3. สามารถนำไปอบลดความเครียด หรือชุบผิวแข็งได้
4. ความแข็งและความเปราะลดลง ทำให้กลึง, กัด, ไส, เจาะได้ง่าย
5. ทนต่อการสึกหรอได้ดี
6. ทนความร้อนได้ดี
7. สามารถนำไปตีขึ้นรูปได้
8. สามารถรับแรงกระแทกได้ดี

            การใช้งาน ใช้ทำชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ เช่น เพล้าข้อเหวี่ยง, เครื่องมือการเกษตร, ชิ้นส่วนเรือเดินทะเล, โครงสร้างเครื่องจักรขนาดใหญ่, ท่อส่งน้ำ, ท่อส่งแก๊ส

3. เหล็กหล่อ CGI (Compacted graphite)

            เหล็กหล่อ CGI จะมีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนประมาณ 4.2% และมีธาตุอื่นที่ผสมอยู่ เช่น แมกนีเซียม(Magnisium) และนิกเกิล (Nichel) เหล็กหล่อชนิดนี้จะมีเนื้อเม็ดเกรนจะแตกต่างจากเหล็กหล่อกราไฟต์กลม คือ เหล็กหล่อชนิดนี้มีกราไฟต์เป็นลักษณะคดยาวคล้ายตัวหนอน (Vermicular graphite) และมีความต้านทานแรงดึงได้ดี และการหดตัวต่ำ เหล็กชนิดนี้จะมีคุณสมบัติอยู่ระหว่างเหล็กหล่อกราไฟต์กลมกับเหล็กหล่อสีเทา เหล็กหล่อชนิดนี้จะมีความต้านทานแรงดึงได้ดีกว่าเหล็กหล่อสีเทา จะอยู่ในเกณฑ์เดียวกับกราไฟต์ก้อนกลม แต่ความเหนียวจะด้อยกว่า

การใช้งาน ใช้ทำเฟือง (Gear) ล้อช่วยแรง (fly wheel), เบรคดุม (Brake drum) และท่อไอเสีย (Exhaust Manifolds)

4. เหล็กหล่ออบเหนียว (Malleable Cast Irons) หรือเหล็กหล่อเหนียว (GT)

            เหล็กหล่อชนิดนี้สามารถทนต่อแรงดึงได้ดีกว่าเหล็กหล่อสีเทา และเหล็กหล่อสีขาว แต่น้อยกว่าเหล็กกราไฟต์กลม นอกจากนี้ทนต่อแรงกระแทกได้ดี มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับเหล็กกล้า  เหล็กหล่อชนิดนี้ทำจากเหล็กสีขาวไปผ่านกรรมวิธีอบอ่อน ควบคุมการเย็นตัว ซึ่งจะทำให้โครงสร้างเปลี่ยนแปลงไป แต่ข้อเสียของเหล็กหล่ออบเหนียวนี้ คือ ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการอบอ่อนสูงและ ทำกับชิ้นงานที่มีความหนาได้ไม่เกิน 50 มม.      

คุณสมบัติของเหล็กหล่อเหนียว

1. ความเหนียวจะเพิ่มมากขึ้นกว่าเหล็กหล่อสีเทาและเหล็กหล่อสีขาว
2. ความแข็งจะเพิ่มมากกว่าเหล็กหล่อสีขาว แต่น้อยกว่าเหล็กหล่อสีเทา
3. อัตราการยืดตัวจะมากขึ้น
4. ทนต่อแรงกระแทกได้ดี
5. สามารถนำไปชุบผิวแข็งได้มาก

     ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ คุณภาพเยี่ยมจากแบรนด์ KOVET

• ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ KOVET-IN 55

            ลวดเชื่อมเหล็กหล่อเกรดที่มีแกนโลหะผสมนิกเกิล 55 เปอร์เซ็นต์ ใช้ได้ทั้งกับระบบการเชื่อม AC และ DC เนื่องจากมาพร้อมคุณสมบัติระดับความแข็งสูง มีโอกาสการเกิดสนิมระดับน้อย อีกทั้งใช้ได้ทั้งในงานเชื่อมและการกลึงแต่งแนวเชื่อม เหมาะสำหรับงานเชื่อมรอยต่อ เชื่อมพอกอะไหล่จักรกลให้แข็งแรง และซ่อมชิ้นงานส่วนที่เป็นเหล็กหล่อ ที่สำคัญ ลวดเชื่อมเหล็กหล่อรุ่นนี้ของ KOVET สามารถดัดงอเป็นรูปร่างได้ด้วย

• ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ KOVET-IN 98

            ลวดเชื่อมเหล็กหล่อเกรดบริสุทธิ์ที่มีส่วนผสมของนิกเกิลสูงถึง 98 เปอร์เซ็นต์ ทนทานต่อการแตกร้าวได้ประสิทธิภาพสูง ใช้กระแสไฟต่ำในการเชื่อม สามารถใช้ได้กับทั้งระบบ AC และ DC ใช้งานเชื่อมง่ายและรอยเชื่อมมีความเรียบสวย เหมาะสำหรับใช้เชื่อมต่อเติม อุดรู แก้ไขงานที่มีความผิดพลาดในด้านรูปทรง ซ่อมแนวเหล็กที่แตกร้าวและเชื่อมยึดต่อกับโลหะประเภทอื่น ๆ อาทิ เสื้อสูบ อุปกรณ์หล่อเย็นด้วยน้ำ เฟืองเหล็กหล่อ เสื้อเกียร์ และเครื่องยนต์ มีจำหน่าย 3 ขนาด ได้แก่ ขนาด 2.6 มิลลิเมตร ขนาด 3.2 มิลลิเมตร และขนาด 4 มิลลิเมตร

ความแตกต่างระหว่างลวดเชื่อมเหล็กหล่อ NI-55 และลวดเชื่อมเหล็กหล่อ NI-98

1. ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ NI-55

            ลวดเชื่อมเหล็กหล่อที่มีส่วนผสมของแกนนิกเกิลอยู่ประมาณ 55 เปอร์เซ็นต์ คุณสมบัติเด่นของลวดเชื่อมเหล็กหล่อเกรดนี้ คือ แนวเชื่อมที่ได้จะมีเนื้อที่ค่อนข้างแข็งและเหนียว ทนทานต่อการกัดกร่อนและการเสียดสีได้อย่างมีประสิทธิภาพกว่าลวดเชื่อมเหล็กหล่อ NI-98 เหมาะสำหรับงานที่ไม่ได้รับแรงดึง เพราะด้วยคุณสมบัติที่มีความแข็งสูง และมีค่าสัมประสิทธิการขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำ

2. ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ NI-98

            ลวดเชื่อมเหล็กหล่อนิกเกิลบริสุทธิ์ที่มีแกนนิกเกิลสูงถึง 98 เปอร์เซ็นต์ จัดเป็นลวดเชื่อมเหล็กหล่อเกรดพรีเมี่ยมเลยก็ว่าได้ ตัวเนื้อมีคุณสมบัติที่ค่อนข้างนุ่มกว่าลวดเชื่อมเหล็กหล่อ NI-55 ทำให้การกลึงหรือแต่งแนวเชื่อมได้ง่ายกว่า รวมถึงแนวเชื่อมจะมีความนุ่มและมีความยืดหยุ่น เหมาะสำหรับงานที่ต้องรับแรงดึง อีกทั้งยังทนต่อการแตกร้าวได้เป็นอย่างดี แต่ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ NI-98 ก็มีข้อเสียเหมือนกัน เพราะมีราคาที่ค่อนข้างสูง

การเลือกใช้ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ ? 

            ลวดเชื่อมเหล็กหล่อ NI-55 และ NI-98 เหมาะสมกับการเชื่อม เหล็กหล่อกราไฟต์กลม, ลวดเชื่อมเหล็กหล่ออบเหนียว, ลวดเชื่อมเหล็กหล่อสีเทา สามารถใช้ได้ทั้ง 2 ชนิด แต่การนำไปใช้กับงานที่ต้องรับแรงเสียดสีหรือไม่ต้องรับแรงดึงให้เลือก NI-55 แต่งานที่ไม่ต้องรับแรงเสียดสีหรือต้องรับแรงดึงให้เลือก NI-98