1. กรรมวิธีการเชื่อมโลหะด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์
กรรมวิธีการเชื่อมโลหะด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์ (Shield Metal Arc
welding : SMAW) หรือที่เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า การเชื่อมไฟฟ้าหรือการเชื่อม
โลหะด้วยธูปเชื่อม เป็นกรรมวิธีการเชื่อมแบบหลอมเหลววิธีหนึ่ง ซึ่งใช้ไฟฟ้า
เป็นแหล่งความร้อน โดยอาศัยหลักการอาร์กระหว่างปลายลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์กับ
โลหะงาน ความร้อนจากการอาร์กจะหลอมเหลวปลายลวดเชื่อมกับโลหะงาน
บริเวณอาร์กหลอมรวมกันและแข็งตัวเป็น แนวเชื่อม ส่วนฟลักซ์เมื่อหลอมละลาย
บางส่วนจะเกิดเป็นแก๊สเฉื่อยปกคลุมบ่อหลอมเหลว เพื่อป้องกันบรรยากาศจาก
ภายนอกเข้าทำาปฏิกิริยากับแนวเชื่อม เมื่อเย็นตัวลงจะกลายเป็นสแลกปกคลุม
แนวเชื่อมเพื่อลดอัตราการเย็นตัว ดังแสดงในรูปที่ 78
รูปที่ 78 แสดงการเชื่อมโลหะด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์์
1.1 การอาร์ก (Arc)
การอาร์กคือการที่กระแสไฟฟ้าไหลระหว่างขั้ว โดยวิ่งผ่านลำาอิออนของแก๊ส ซึ่ง
เรียกว่า “ พลาสมา ” (PLASMA) ระยะห่างระหว่างขั้วทั้งสองสำาหรับงานเชื่อม
คือระยะห่างระหว่างปลายลวดเชื่อมกับชิ้นงาน บริเวณอาร์กสามารถแบ่งออกได้
เป็น 3 บริเวณ ตามลักษณะการกำาเนิดความร้อนได้แก่ ขั้วลบ (Cathode) ขั้ว
บวก (Anode) และลำาแสงอาร์ก (Plasma) ดังแสดงในรูปที่ 79

2. รูปที่ 79 แสดงบริเวณการอาร์ก
การเชื่อมไฟฟ้าต้องการกระแสจำานวนมาก แต่แรงดันไฟฟ้าตำ่า เพื่อให้ได้
ความเข้มของอิเลคตรอนมากพอที่จะนำาพากระแส อิเลคตรอนประจุลบพร้อมกับอิ
ออนประจุลบของพลาสมาจะวิ่งเข้าสู่ขั้วบวก ขณะเดียวกันอิออนประจุบวกจะวิ่ง
กลับทางจากขั้วบวกเข้าหาขั้วลบ อิออนลบ คือ อะตอมที่ได้รับอิเลคตรอนเพิ่ม
มากกว่าสมดุลย์ จึงมีประจุลบ ส่วนอิออนบวก คืออะตอมที่สูญเสียอิเลค -
ตรอนไปจากสมดุลย์จึงมีประจุบวก
ความร้อนที่เกิดขึ้นที่ขั้วลบทั้งหมด เกิดจากอิออนบวกวิ่งกระแทกผิวหน้าของ
ขั้วลบสำาหรับความร้อนเกิดที่ขั้วบวกทั้งหมดเกิดจากอิเลคตรอนวิ่งกระแทกผิวหน้า
ขั้วบวก
พลาสมาหรือลำาแสงอาร์ก คือบริเวณที่เกิดการกระตุ้นของอะตอมแก๊ส โดย
เฉพาะศูนย์กลางลำาอาร์กจะเกิดการวิ่งปะทะกันของอิเลคตรอน อิออน และ
อะตอมของแก๊ส ดังนันความร้อนสูงสุดจึงเกิดขึ้นที่ศูนย์กลางของลำาอาร์ก
้
หรือบริเวณที่มีความเข้มในการเคลื่อนที่สูงบริเวณรอบนอกลำาอาร์กมีความร้อนตำ่า
และจะเกิดการรวมตัวของแก๊สเป็นโมเลกุล ถึงบริเวณรอบนอกอาร์กจะแยกตัว
ออกจากศูนย์กลางของลำาอาร์ก
1.2 กระแสเชื่อม (Welding Current)กระแสเชื่อมเป็นกระแสไฟฟ้าที่ได้มา
จากเครื่องเชื่อม โดยจะมีคุณลักษณะเฉพาะ คือ แรงเคลื่อนตำ่าและกระแสสูง
ซึ่งมี 2 ชนิด คือ
1.2.1 กระแสไฟสลับ (Alternating Current : AC)
การเชื่อมโลหะด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์ ในกรณีใช้กระแสไฟเชื่อมเป็นกระแส
สลับ (AC) ซึ่งเป็นกระแสไฟที่มีทิศทางการเคลื่อนที่สลับกันเป็นเส้นโค้งไซน์
โดยใน 1 ไซเคิล จะมีกระแสผ่าน 0 จำานวน 2 ครั้ง ผ่านเคลื่อนบวกและคลื่น

3. ลบ อย่างละ 1 ครั้ง โดยใน 1 วินาที จะเกิดการสลับอย่างนี้ จำานวน 50 ครั้ง
หรือที่เรียกว่า 50 เฮิร์ต (Hertz ; Hz) จากการเคลื่อนที่ของกระแสสลับดังที่
กล่าวมาแล้วจะมีผลทำาให้เปลวอาร์กเปลี่ยนขนาดตลอดเวลา เปลวอาร์กจึงไม่นิ่ง
ขณะเชื่อม ดังนั้นช่างเชื่อมจึงต้องใช้ทักษะ
ฝีมือในการควบคุมอาร์ก เพื่อให้ได้คุณภาพของแนวเชื่อมตามมาตรฐานกำาหนด
ดังแสดงในรูปที่ 80
รูปที่ 80 แสดงลักษณะเส้นโค้งไซน์ของไฟกระแสสลับใน 1 ไซเกิล
1.2.1 กระแสไฟตรง (Dirrect Current ; DC)
การเชื่อมโลหะด้วยเชื่อมหุ้มฟลักซ์ ในกรณีใช้กระแสไฟเชื่อมเป็น
กระแสตรง (DC) ซึ่งเป็นกระแสไฟที่มีทิศทางการไหลทางเดียวจากขั้วหนึ่งไปยัง
อีกขั้วหนึ่ง ในกรณีที่ใช้กระแสเชื่อมเป็นกระแสตรงซึ่งเกิดจากการบังคับ
กระแสสลับให้ไหลได้ทางเดียว โดยใช้อุปกรณ์เรคติฟายเออร์ (Rectifier) ซึ่ง
จะทำาให้เรียงกระแสไฟสลับให้เป็นกระแสตรง ดังแสดงในรูปที่ 81 ตามลำาดับ การ
ปรับปรุงและพัฒนาจาก 1 – 4 เพื่อให้ได้กระแสเชื่อมที่ต่อเนื่องไม่เป็นคลื่น
ทำาให้กระแสเชื่อมเรียบ เปลวอาร์กมีเสถียรภาพและสมำ่าเสมอให้ความร้อนในการ
หลอมเหลวคงที่มากกว่ากระแสไฟสลับ

4. รูปที่ 81 แสดงลักษณะคลื่นของกระแสไฟตรงที่ได้จากเครื่องเรียงกระแส
1.3 วงจรการเชื่อมโลหะด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์
วงจรการเชื่อมโลหะด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์ ประกอบไปด้วยอุปกรณ์ที่สำาคัญ
คือ เครื่องเชื่อมซึ่งทำาหน้าที่ผลิตกระแสเชื่อมในวงจรและจ่ายไปตามสายเชื่อม
จนถึงชิ้นงานและลวดเชื่อม เพื่อให้เกิดการอาร์กระหว่างปลายลวดเชื่อมกับชิ้น
งาน ประกอบด้วยการต่อขั้วเชื่อม (Polarity) ตามชนิดของกระแสเชื่อม ดังนี้
1.3.1 การต่อขั้วเชื่อมของกระแสสลับ การต่อขั้วเชื่อมของกระแสสลับนี้ไม่
ต้องคำานึงถึงระบบขั้ว (Polarity) เนื่องจากทิศทางการไหลของกระแสจะเป็น
ลักษณะเส้นโค้งไซน์กลับขั้วไปมาตลอดเวลา ดังนั้น การต่อขั้วเชื่อมเป็นสาย
เชื่อมหรือสายดินจะใช้ขั้วใดก็ได้ ซึ่งโดยปกติแล้วผู้ผลิตเครื่องเชื่อมจะกำาหนด
สัญลักษณ์รูปคีมจับลวดเชื่อมและคีมจับชิ้นงานไว้สำาหรับต่อขั้วเชื่อม เพื่อความ
สะดวกในการใช้งานและผลจากการอาร์กในการต่อแบบนี้จะเกิดความร้อนที่ลวด
เชื่อมและชิ้นงานในปริมาณที่เท่ากัน เนื่องจากอิเล็กตรอนจะวิ่งเข้าชนลวดเชื่อม
และชิ้นงานสลับกันตามทิศทางการวิ่งของอิเล็กตรอน ดังแสดงในรูปที่ 82

5. รูปที่ 82 แสดงการต่อเชื่อมของกระแสสลับ
1.3.2 การต่อขั้วเชื่อมของกระแสตรง การต่อขั้วเชื่อมของกระแสตรงนี้จะ
ต้องคำานึงถึงระบบขั้ว (Polarity) เนื่องจากทิศทางการไหลของกระแสจะเป็น
ทิศทางเดี่ยวตลอดคือจากขั้วลบไปขั้วบวก ซึ่งจะมีผลต่อการอาร์กที่ทำาให้เกิด
ความร้อนแตกต่างกัน เมื่อต่อขั้วเชื่อมสลับกันดังนี้
1.3.2.1 การต่อขั้วเชื่อม โดยให้ลวดเชื่อมเป็นขั้วลบ (Direct Current
Electrode Negative ; DCEN)
การต่อแบบนี้เป็นการเชื่อมด้วยกระแสตรงขั้วตรง (Direct Current Straight
Polarity ; DCSP) ซึ่งสายเชื่อมจะต่อเป็นขั้วลบ (Negative) และสายดินจะ
ต่อเป็นขั้วบวก (Positive) ผลจากการอาร์กจะทำาให้เกิดความร้อนที่ชิ้นงาน
2/3 (70%) และเกิดที่ลวดเชื่อม 1/3 (30%) เนื่องจากอิเล็กตรอนจะวิ่ง
จากลวดเชื่อมเข้าชน (Impact) กับชิ้นงานตามทิศทางการไหลของกระแส ดัง
แสดงในรูปที่ 83

6. รูปที่ 83 แสดงการต่อลวดเชื่อมเป็นขั้วลบ (DCEN)
1.3.2.2 การต่อขั้วเชื่อมโดยให้ลวดเชื่อมเป็นขั้วบวก (Direct Current
Electrode Positive ; DCEP)
การต่อแบบนี้เป็นการเชื่อมด้วยกระแสตรงขั้วกลับ (Direct Current
Reverse Polarity ; DCRP) ซึ่งสายเชื่อมจะต่อเป็นขั้วบวก (Positive)
และสายดินจะต่อเป็นขั้วลบ (Negative) ผลจากการอาร์กจะเกิดความร้อนที่ชิ้น
งาน 1/3 (30%) และเกิดความร้อนที่ลวดเชื่อม 2/3 (70%) เนื่องจาก
อิเล็กตรอนจะวิ่งจากชิ้นงานเข้าชน (Impact) กับ
ลวดเชื่อมตามทิศทางการไหลของกระแส ดังแสดงในรูปที่ 84

7. รูปที่ 84 แสดงการต่อลวดเชื่อมเป็นขั้วบวก (DCEP)