การเลือกใช้แก๊สและผสมแก๊สในการเชื่อมโลหะด้วยวิธี MIG

การเลือกใช้แก๊สปกป้องรอยเชื่อมสำหรับการเชื่อมแบบ MIG อาจจะมีปัญหาบ้างกับบรรยากาศรอบ ๆ เปลวไฟเชื่อม (arc stability) รูปร่างของรอยเชื่อม (bead shape) ความซึมลึกของรอยเชื่อม (penetration) หมายถึงระยะของรอยเชื่อม ความซึมลึกของรอยเชื่อม หมายถึงระยะของบริเวณการละลายกินลึกลงไปภายใต้ผิวหน้าของชิ้นงาน การไม่มีรูพรุนในรอยเชื่อม(freedom from porosity) และอัตราเร็วในการเชื่อมที่ยอมให้ การที่จะเลือกแก๊สที่เหมาะสมเราจะต้องพิจารณาถึงสิ่งต่าง ๆ ที่กล่าวนี้ และพิจารณาราคาของแก๊สแต่ละชนิดด้วย

ระบบการเชื่อม MIG

แก๊สที่สำคัญสำหรับใช้ในการเชื่อมแบบ GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) และแบบ MIG มี 3 ชนิดด้วยกัน คืออาร์กอน ฮีเลียม และคาร์บอนไดออกไซด์ การใช้แก๊สทั้ง 3 ชนิดนี้ กับวิธีการเชื่อมทั้ง 2 วิธี ทำให้สามารถเชื่อมจรวด (misiles and rockets) เครื่องยนต์เจ๊ต (jets) และเตาปฏิกรณ์ปรมาณู (nuclear reactors) ซึ่งทำด้วยโลหะยุคอวกาศ (space-age metals) ได้โดยไม่มีรูพรุน

สำหรับการเชื่อมแบบ MIG จะใช้แก๊สชนิดเดียวหรือใช้แก๊สผสม เพื่อทำให้การปกป้องรอยเชื่อม เป็นไปได้ดีที่สุด ก็ได้ ในกรณีเช่นนี้จะใช้อาร์กอนหรือฮีเลียมที่มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99.9 % จะให้ผลดีที่สุด ส่วนแก๊สเฉื่อยชนิดอื่น ๆ เช่น ซีนอน (xenon) คริปตอน (krypton) เรดอน (radon) และนีออน (neon) ต่างก็หายากและราคาแพงเกินไป

การเชื่อมโลหะด้วยวิธี MIG

ข้อจำกัดของการเชื่อมแบบ MIG เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมแบบไฟฟ้า (SMAW)
- อุปกรณ์สำหรับการเชื่อมแบบ MIG ซับซ้อนมากกว่า และการใช้งานยุ่งยากกว่า

- เปรียบเทียบหัวเชื่อมแบบ MIG จะมีความยากต่อการเข้าถึงพื้นที่ บริเวณที่เชื่อม

- ในการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน การเชื่อมแบบ MIG ชิ้นงานอาจแตกร้าวได้ เพราะไม่มี Slag ปกคลุมรอยเชื่อม เพื่อลดอัตราการเย็นตัวของรอยเชื่อม

- MIG ไม่ต้องการเชื่อมบริเวณที่มีลมพัด เพราะจะทำให้แรงลมพัดพาเอาแก๊สที่ปกคลุมรอยเชื่อมหนีออก  จากรอยเชื่อม ดังนั้นการเชื่อมแบบ MIG จึงเหมาะกับบริเวณที่ไม่มีลมพัด จึงทำให้มีความเหมาะสมน้อย   กว่าการเชื่อมแบบไฟฟ้าเพราะสามารถเชื่อมได้ทุก สถานะ

เครื่องเชื่อมที่ใช้สำหรับเชื่อมกับลวดเชื่อมชนิดสิ้นเปลือง (consumable Electrode) นี้เป็นเครื่องชนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าคงที่ (Constant Voltage) หรือ CV Type ซึ่งเป็นเครื่องที่ให้คุณลักษณะทางไฟฟ้า โดยมีเคิร์บของโวลท์และแอมแปร์อยู่ในลักษณะราบ (Flat) โวลเทจทางออก (Out Put Voltage) จะต้องคงที่ตลอดเวลาไม่ว่ากระแสจะเปลี่ยนแปลงไปขนาดใดก็ตาม การปรับโวลเทจปรับได้โดยปรับที่ รีโอสแตท (Reostat) ซึ่งสร้างติดมากับ Generator เครื่องเชื่อมชนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าคงที่นี้ไม่มีตัวควบคุมหรือปรับกระแสไฟ จึงไม่สามารถจะนำไปใช้กับการเชื่อมด้วยธูปเชื่อมธรรมดาได้ กระแส (Out Put Current) ของเครื่องอาจถูกควบคุมด้วยแรงดัน (Load) ที่ป้อนเข้าไปและความเร็วของการป้อนลวดเชื่อมตามปกติกระแสไฟตรงขั้วบวก (DCRP จะถูกใช้กับการเชื่อมแบบ MIG เครื่องเชื่อมที่ใช้จะมีขนาดตั้งแต่ 150 แอมแปร์ จนถึง 1000 แอมแปร์)

ส่วนประกอบสำคัญอุปกรณ์การเชื่อมด้วย MIG
1. เครื่องเชื่อม (Welding Machine) หรือต้นกำลัง
2. ระบบการป้อนลวดและตัวควบคุม (Wire Feeder System and Control)
3. หัวเชื่อมและชุดสายประกอบการเชื่อม (Welding Gun and Cable Assembly) ใช้เรียกเมื่อใช้กับการเชื่อมด้วยวิธีกึ่งอัตโนมัติ) หรือทอร์ชเชื่อม (Welding Torch ใช้เรียกเมื่อใช้กับการเชื่อมด้วยวิธีอัตโนมัติ)
4. แหล่งจ่ายแก๊สเพื่อใช้ปกป้องและอุปกรณ์ควบคุมแก๊ส (Shielding Gas Supply and Controls)
5. ลวดเชื่อม (Electrode Wire)

เครื่องป้อนลวดเชื่อม

เครื่องป้อนลวดเชื่อม (Wire Feeder)
ระบบการป้อนลวดเชื่อมต้องมีขนาดที่สัมพันธ์กัน เพราะการเชื่อมด้วยระบบแรงเคลื่อนไฟฟ้าคงที่ (CV) นี้ อัตราการหลอมละลายของลวดเชื่อมกับกระแสไฟฟ้าที่ใช้จะต้องสัมพันธ์กัน ในอัตราเร็วของการป้อนลวดอันหนึ่งเครื่องจะส่งกระแสขนาดพอดีอันหนึ่งเพื่อ รักษาการอาร์กให้คงที่อยู่ตลอดเวลา อัตราเร็วในการป้อนลวดเชื่อมจะเป็นตัวกำหนดขนาดของกระแสไฟให้ไปยังการอาร์ก หรือจะพูดอีกนัยหนึ่งคือ ตัวควบคุมความเร็วการป้อนลวดเชื่อมจะเป็นตัวปรับกระแสไฟในการเชื่อม ระบบการเชื่อมด้วยแรงเคลื่อนไฟฟ้าคงที่ (CV) จึงเป็นระบบที่ควบคุมตัวเองได้ดี จะเป็นผลดีมากขึ้นเมื่อใช้กับลวดขนาดเล็ก ดังมีการเปลี่ยนแปลงประดิษฐ์เครื่องป้อนลวดขนาดเล็กอยู่ในปืนเชื่อม ซึ่งเป็นที่นิยมกันมากในการเชื่อมลวดอลูมิเนียมขนาดเล็ก

การเชื่อมโลหะด้วยวิธี MIG

เป็นกระบวนการเชื่อมโลหะโดยการอาร์กแบบหนึ่ง ซึ่งได้รับความร้อนจากการอาร์กระหว่างลวดเชื่อมแบบต่อเนื่อง (Continuous Filler Metal or Consumable Electrode) กับชิ้นงาน และมีแก๊สจากแหล่งภายนอกถูกจัดให้จ่ายออกมาเป็นเกราะปกคลุมแนวเชื่อมขณะ อาร์กเพื่อป้องกันการรวมตัวจากบรรยากาศ กระบวนการเชื่อมแบบนี้แบ่งออกได้เป็น 4 วิธีการ (Variations) ตามชนิดของแก๊สที่ใช้เป็นเกราะป้องกันขณะอาร์กหรือชนิดของการส่งป้อนโลหะ (Metal Transfer) ไปยังแนวเชื่อมได้แก่

ระบบการเชื่อม MIG

MIG เป็นการเชื่อมโดยใช้แก๊สเฉื่อยบริสุทธิ์เป็นเกราะป้องกันในการเชื่อมโลหะจำพวกที่ไม่ใช่เหล็ก

MICRO WIRE เป็นการเชื่อมแบบป้อนลวดเชื่อมในลักษณะลัดวงจร (Metal Transfer) หรือ Short Circuiting Transfer โดยสามารถเชื่อมได้ทุกท่าเชื่อม

CO2 เป็นการเชื่อมโดยใช้แก๊สคาร์บอนไดอ๊อกไซด์เป็นแก๊สปกป้องขณะอาร์กและใช้ลวดเชื่อมขนาดโตกว่า

SPRAY เป็นการเชื่อมโดยใช้ส่วนผสมของแก๊สอาร์กอน (Argon) กับแก๊สออกซิเจนเป็นแก๊สปกป้องขณะอาร์ก

การเชื่อมแบบ MIG จะขจัดปัญหาในการใช้ลวดเชื่อมที่มีความยาวจำกัด ทั้งกรณีการป้องกันการรักษาความสะอาดและสามารถเชื่อมได้ทุกตำแหน่ง

ข้อดีของการเชื่อมโลหะด้วยวิธี MIG
1.จะให้คุณภาพต่อแนวเชื่อมสูงในการเชื่อมโลหะและโลหะผสมเกือบทุกชนิดที่อยู่ใน โรงงานอุตสาหกรรม

2.การทำความสะอาด ภายหลังจากการเชื่อม น้อยมาก

3.การอาร์กและแอ่งหลอมละลายที่แนวเชื่อม สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจน

4.การเชื่อมอาจทำได้ในทุกท่าเชื่อมซึ่งแล้วแต่ขนาดของลวดเชื่อมที่ใช้และวิธีการ (Variation)

5.สามารถเชื่อมได้ด้วยความเร็วสูง ทำให้ประหยัดในเรื่องของเวลา

6.ไม่มีขี้ฟลั๊กหรือ สแลก (Slag) จึงไม่มีปัญหาฟลั๊กรวมตัวกับแนวเชื่อม (Slag Inclusion)