การเชื่อม ตึกระฟ้ารถยนต์แปลกตา การปล่อยจรวดบางสิ่งต้องการความสนใจจากการเชื่อมไม่ใช่หนึ่งในนั้นอาจไปทั้งชีวิตโดยไม่เคยคิดถึงเรื่องนี้เลย อาจประหลาดใจที่การเชื่อมส่งผลกระทบต่อประมาณร้อยละ 50 ของผลิตภัณฑ์มวลรวมประชาชาติของสหรัฐอเมริกา หากไม่มีตึกระฟ้า รถยนต์หรือจรวดที่น่าทึ่งเหล่านี้ก็คงไม่มีอยู่จริง การเชื่อมเป็นแกนหลักในการเชื่อมโลหะสองชิ้นเข้าด้วยกัน
แม้ว่าจะมีวิธีอื่นๆในการเชื่อมโลหะ เช่น การตอกหมุด การประสานและการบัดกรี การเชื่อมได้กลายเป็นวิธีการทางเลือกสำหรับความแข็งแรง ประสิทธิภาพและความอเนกประสงค์ มีวิธีการเชื่อมที่แตกต่างกันมากมายและมีการคิดค้นขึ้นตลอดเวลา วิธีการบางอย่างใช้ความร้อนในการหลอมโลหะสองชิ้นเข้าด้วยกัน โดยมักจะเติมโลหะตัวเติมลงในข้อต่อเพื่อทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะ
และวิธีอื่นๆอาศัยแรงกดเพื่อผูกโลหะเข้าด้วยกัน และวิธีอื่นๆยังใช้ทั้งความร้อนและแรงดันผสมกันซึ่งแตกต่างจากการบัดกรีและการประสานตรงที่ชิ้นส่วนโลหะ โดยที่เชื่อมต่อกันนั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลงกระบวนการเชื่อมจะเปลี่ยนชิ้นงานเสมอ นี่อาจดูเหมือนเป็นประเด็นเล็กน้อยแต่จริงๆแล้วมันสำคัญมากที่จะต้องเข้าใจว่าเหตุใดการเชื่อมจึงสร้างพันธะที่แข็งแรงเช่นนี้
ในกระบวนการบัดกรีและการบัดกรีแข็ง โลหะสองชิ้นจะถูกเชื่อมเข้าด้วยกันโดยการนำวัสดุชนิดที่สามที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่ามาผสมเข้าด้วยกัน การหลอมวัสดุที่สามนี้ระหว่างพื้นผิวของชิ้นส่วนดั้งเดิมจะเชื่อมชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตามพันธะนั้นแข็งแกร่งพอๆกับวัสดุเชื่อมต่อเท่านั้น ในทางกลับกันการเชื่อมจะตัดพ่อค้าคนกลางออกและเชื่อมชิ้นส่วนดั้งเดิมเข้าด้วยกันโดยตรง
ผลที่ได้คือแรงยึดเหนี่ยวที่เหนียวแน่นซึ่งมักจะแข็งแรงพอๆกับตัววัสดุ ในบทความนี้จะมาดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้นตอนการทำงานของการเชื่อม นอกจากนี้จะตรวจสอบการใช้งานจำนวนมากสำหรับการเชื่อมพร้อมกับความเชี่ยวชาญและอุปกรณ์ที่จำเป็นเพื่อให้ทุกอย่างเกิดขึ้นจริง ประวัติศาสตร์การเชื่อม ด้วยพลังและเครื่องจักรที่มีความแม่นยำทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมเพื่อการผลิต
คุณอาจคิดว่าการเชื่อม เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างใหม่ ในความเป็นจริงการเชื่อมมีมานับพันปีแล้ว ตัวอย่างการเชื่อมในยุคแรกพบในสถานที่ต่างๆ ตั้งแต่ไอร์แลนด์ไปจนถึงอินเดีย โดยบางส่วนมีอายุย้อนไปถึงยุคสำริด โดยธรรมชาติแล้ว อารยธรรมเหล่านี้ยังขาดเครื่องมือและเครื่องจักรมากมายที่ช่างเชื่อมสามารถเข้าถึงได้ในตอนนี้ พวกเขาจัดการเชื่อมได้อย่างไร
กระบวนการที่ใช้เรียกว่าการเชื่อมโลหะ ในการเริ่มต้นกระบวนการช่างตีเหล็กจะทำให้โลหะร้อนจนเป็นสีแดงสดแต่ยังไม่ถึงจุดหลอมเหลว จากนั้นช่างตีเหล็กจะวางชิ้นส่วนทั้งสองทับกันเล็กน้อยบนทั่งแล้วทุบให้เข้ากัน การเชื่อมโลหะมีข้อจำกัดหลายประการโดยเฉพาะโลหะที่ค่อนข้างอ่อนเท่านั้นที่สามารถหลอมเชื่อมได้และกระบวนการนี้ใช้แรงงานมาก
อย่างไรก็ตามในสถานที่ที่ไม่มีไฟฟ้ากระบวนการนี้ยังคงใช้อยู่ การเชื่อมโลหะเป็นเกมเดียวในเมืองจนถึงศตวรรษที่ 19 อย่างไรก็ตามเมื่อเริ่มมีการปฏิวัติอุตสาหกรรม การค้นพบมากมายได้ผลักดันการเชื่อมไปข้างหน้าอย่างรวดเร็ว การวิจัยเกี่ยวกับอิเล็กโทรดและอาร์กไฟฟ้าที่ให้ผลลัพธ์และคบเพลิงได้รับการพัฒนาในช่วงกลางศตวรรษเช่นกัน การค้นพบทั้งสองจะมีบทบาทอย่างมากในวิธีการเชื่อมของศตวรรษหน้า
ในช่วงปลายทศวรรษ 1800 ชิ้นส่วนหลายชิ้นถูกนำมาใช้เพื่อให้การเชื่อมเป็นแรงผลักดันในการผลิต ถึงกระนั้น วิธีการในยุคนี้ก็ยังไม่สมบูรณ์แบบออกซิเดชัน กระบวนการที่โลหะจับกับอนุภาคออกซิเจนในบรรยากาศเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเชื่อมและทำให้รอยเชื่อมมีรูพรุนและเปราะ รอยเชื่อมดังกล่าวก่อให้เกิดความเสี่ยงร้ายแรงต่อคนงาน
ตัวอย่างเช่น ในช่วงปี 1895 ถึง 1905 หม้อไอน้ำที่ผลิตได้ไม่ดีเกิดระเบิดขึ้นทุกวันทำให้มีผู้เสียชีวิตหลายพันคนในกระบวนการนี้ เห็นได้ชัดว่ามีความจำเป็นเร่งด่วนสำหรับวิธีการเชื่อมที่ดีขึ้นในสองสามส่วนถัดไป เราจะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการใหม่และที่ได้รับการปรับปรุงเหล่านั้นโดยเริ่มจากการดูเครื่องมือการซื้อขายอย่างใกล้ชิด การเชื่อมในทะเลและในอวกาศ
ช่างเชื่อมประดาน้ำซ่อมแซมเรือและแท่นขุดเจาะน้ำมันเป็นประจำโดยทั่วไปจะใช้การเชื่อมอาร์คไม่ใช้เปลวไฟ การเชื่อมอวกาศอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของสเปกตรัม สุญญากาศของอวกาศสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสำหรับการเชื่อมเนื่องจากไม่มีก๊าซที่จะโต้ตอบกับไซต์การเชื่อม การเชื่อมอวกาศทำให้งานขนาดใหญ่เช่นสถานีอวกาศนานาชาติเป็นไปได้
เครื่องมือเชื่อมของการค้าถึงตอนนี้อาจเข้าใจแล้วว่าการเชื่อมไม่จำเป็นต้องเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนเสมอไป แต่สามารถเรียนรู้พื้นฐานของวิธีการเชื่อมต่างๆได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง อย่างไรก็ตามเช่นเดียวกับหมากรุกการเชื่อมเป็นเรื่องง่ายที่จะเรียนรู้แต่ยากที่จะเชี่ยวชาญ ช่างเชื่อมมืออาชีพมีตัวแปรมากมายที่ต้องพิจารณาเมื่อทำงานของพวกเขาไม่ว่างานจะซับซ้อนเพียงใด
พวกเขาต้องการเพียงสามสิ่งเพื่อให้สำเร็จ แท่นเชื่อม วัสดุในการเชื่อมและอุปกรณ์ความปลอดภัย แท่นเชื่อมพื้นฐานที่สุดสำหรับใช้เป็นครั้งคราวในโรงซ่อมที่บ้านสามารถมีได้ในราคาต่ำกว่า 100 ดอลลาร์ โดยทั่วไปแล้วแท่นขุดเจาะเหล่านี้จะถูกติดตั้งสำหรับการเชื่อมอาร์กโลหะแบบมีฉนวนป้องกัน การเชื่อมไฟฟ้าหรือการเชื่อมแบบแท่ง หลายยูนิตมีเพียงสวิตช์เปิดและปิดที่ปุ่มควบคุม ซึ่งทำให้ง่ายต่อการใช้งาน
หัวเชื่อมหัวเชื่อมมีขนาดเล็กและใช้งานง่ายซึ่งเป็นสาเหตุส่วนหนึ่งว่าทำไมจึงใช้กันทั่วไป คบเพลิงเหล่านี้ใช้ออกซีอะเซทิลีนสำหรับเปลวไฟพร้อมกับแท่งเติม แต่แท่นขุดเจาะบางชนิด เช่น ที่ใช้ใน การเชื่อม ด้วยลำแสงเลเซอร์มีราคาแพงและซับซ้อนมาก จึงนิยมใช้เฉพาะในงานอุตสาหกรรมเท่านั้นสำหรับวัสดุบางชนิดเชื่อมได้ง่ายกว่าวัสดุอื่นมาก
เหล็กกล้าอาจเป็นตัวเลือกที่ดีเนื่องจากมีความแข็งแรง ความสามารถในการจ่ายไฟและความสามารถในการเชื่อมแต่ตามกฎแล้วเหล็กยิ่งแข็งแรงยิ่งเชื่อมยาก ด้วยเหตุนี้โลหะผสมเหล็กหลายชนิดจึงได้รับการพัฒนาขึ้นโดยคำนึงถึงการเชื่อมเป็นหลัก แน่นอนว่าสามารถเชื่อมโลหะได้เกือบทุกชนิดรวมถึงเหล็กหล่อ บรอนซ์ อะลูมิเนียมและแม้แต่ไททาเนียม
แม้ว่าการเชื่อมแบบหลังจะต้องการบรรยากาศที่มีการป้องกันสูงเนื่องจากโลหะมีปฏิกิริยาสูง ไม่ว่ากำลังเชื่อมอะไรก็ตามโปรดจำไว้ว่าความปลอดภัยต้องมาก่อน หากเคยเห็นการเชื่อมด้วยตนเองสามารถพิสูจน์ให้เห็นถึงความสว่างอันเจิดจ้าที่กระบวนการสร้างขึ้น การมองตรงไปยังจุดเชื่อมโดยไม่มีการป้องกันอาจทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่ารังสีที่มีความเข้มของแสงมากเกินกว่าจะสามารถมองด้วยตาเปล่าได้
ซึ่งเป็นการอักเสบที่เจ็บปวดของกระจกตาที่รู้สึกเหมือนมีทรายเข้าตา ไม่น่าแปลกใจเลยที่หน้ากากช่างเชื่อมที่ดีจะเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับชุดเชื่อมและหน้ากากเชื่อมมีหลายแบบ สิ่งที่ง่ายที่สุดคือแผงมืดที่ช่างเชื่อมมองผ่านขณะเชื่อม หน้ากากขั้นสูงจะมืดลงโดยอัตโนมัติเมื่อจุดเชื่อมสว่างขึ้น นอกจากความสว่างที่เจิดจ้าแล้วการเชื่อมยังสามารถสร้างอุณหภูมิสูงถึง 5,538 องศาเซลเซียส
ทำให้ต้องใช้ถุงมือสำหรับงานหนักและเสื้อแขนยาว ประการสุดท้ายการระบายอากาศที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญขึ้นอยู่กับวิธีการเชื่อม ช่างเชื่อมอาจสัมผัสกับสารที่เป็นอันตราย เช่น ตะกั่วปรอทและคาร์บอนมอนอกไซด์ จึงต้องมีช่องระบายอากาศสามารถป้องกันควันไม่ให้สะสมในพื้นที่ทำงาน
บทความที่น่าสนใจ : สารเคมี อธิบายเกี่ยวกับข้อกังวลด้านความปลอดภัยของเด็กจาก สารเคมี
