การเชื่อมฟิวชั่น (เรียกว่าการเชื่อมฟิวชั่น) เป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานความร้อน (เช่นพลังงานไฟฟ้าพลังงานเคมี ฯลฯ ) เพื่อความร้อนในท้องถิ่นและละลายชิ้นงานโลหะแยกกันสองชิ้นและเชื่อมต่ออย่างแน่นหนาและแน่น
การเชื่อมฟิวชั่นนั้นคล้ายคลึงกับการถลุงเหล็กทำให้บรรลุกระบวนการผ่านขั้นตอนการหลอมละลายและการตกผลึก อย่างไรก็ตามจากมุมมองทางเทคนิคพวกเขาค่อนข้างแตกต่างกัน ลักษณะของกระบวนการเชื่อมมีดังนี้:
1. แหล่งความร้อนเป็นมือถือ
ในระหว่างการเชื่อมแหล่งความร้อน (เช่นอาร์คไฟฟ้าเปลวไฟก๊าซ ฯลฯ ) เคลื่อนที่ไปตามข้อต่อในทิศทางที่แน่นอนจากปลายด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งในรูปแบบปกติ เนื่องจากความไม่แน่นอนของแหล่งความร้อนที่เคลื่อนที่และความแปรปรวนของพารามิเตอร์การเชื่อมการควบคุมอุณหภูมิในสระที่หลอมเหลวและการประกันคุณภาพการเชื่อมนั้นยากขึ้น
2. แหล่งความร้อนมีอุณหภูมิสูงและเข้มข้น
แหล่งความร้อนถูกบีบอัดเป็นปริมาตรที่น้อยมากเนื่องจากเป็นของตัวเอง (เช่นเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนเชื่อม) หรือปัจจัยภายนอกและอุณหภูมิที่สอดคล้องกันก็สูงมากเช่นกัน ตัวอย่างเช่นอุณหภูมิเปลวไฟของการเชื่อมก๊าซอยู่ที่ประมาณ 3000K; อุณหภูมิคอลัมน์อาร์คของการเชื่อมไฟฟ้าอยู่ที่ 5000-8000 k; อุณหภูมิคอลัมน์อาร์คของการเชื่อมก๊าซเฉื่อยทังสเตนสูงถึงมากกว่า 10,000k
3. ปริมาตรของโลหะอุ่นมีขนาดเล็ก
ในระหว่างการเชื่อมแหล่งความร้อนจะทำหน้าที่เฉพาะในส่วนหนึ่งของชิ้นงานโลหะโดยรวมและพื้นที่อุ่นมีขนาดเล็กมาก ขนาดของสระหลอมเหลวถูกกำหนดโดยพื้นที่ตัดขวางของวัสดุเชื่อมและแหล่งความร้อนโดยทั่วไป 2-10 ลูกบาศก์เซนติเมตรเท่านั้น
4. เวลาการหลอมละลายและการแข็งตัวสั้น
ในระหว่างการเชื่อมเวลาสำหรับโลหะของจุดเชื่อมแต่ละจุดจะละลายแล้วเย็นและแข็งตัวนั้นสั้นมากมักจะวัดในนาทีหรือวินาที
5. การไล่ระดับอุณหภูมิสูง
ภายใต้การกระทำของแหล่งความร้อนจุดบนโลหะเชื่อมละลายและไกลออกไปจากแหล่งความร้อนยิ่งอุณหภูมิของโลหะลดลง ความแตกต่างของอุณหภูมินี้เรียกว่าการไล่ระดับอุณหภูมิ ขนาดของการไล่ระดับอุณหภูมินั้นเกี่ยวข้องกับความหนาของชิ้นงานเชื่อมพลังงานเชื่อมและการนำความร้อนของโลหะ ชิ้นส่วนเชื่อมที่หนาขึ้นพลังงานเส้นที่ใหญ่ขึ้นและค่าการนำความร้อนยิ่งแย่ลงเท่าไหร่อุณหภูมิก็ยิ่งเกิดขึ้นได้มากขึ้นเท่านั้น
6. ปฏิกิริยาเคมีที่ไม่สมดุล
ในระหว่างกระบวนการเชื่อมเนื่องจากระยะเวลาการหลอมละลายและการแข็งตัวของโลหะหลอมเหลวปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างโลหะก๊าซและตะกรันยังไม่ได้ดำเนินการอย่างเต็มที่ก่อนการแข็งตัว ก๊าซและตะกรันในการเชื่อมไม่มีเวลาหลบหนีและอยู่ในรอยเชื่อมเช่นข้อบกพร่องเช่นรูขุมขนและการรวมตะกรัน ในเวลาเดียวกันองค์ประกอบทางเคมีบางอย่างได้รับการแก้ไขก่อนที่จะสามารถกระจายอย่างสม่ำเสมอซึ่งนำไปสู่การแยก
7. การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างจุลภาค
สระว่ายน้ำของโลหะหลอมเหลวและหยดน้ำของวัสดุเชื่อมสัมผัสกับอากาศโดยรอบและการระเหยและการสลายตัวของน้ำมันสนิมและสีบนพื้นผิวโลหะเช่นเดียวกับสภาพแวดล้อมที่ชื้นสามารถทิ้งก๊าซที่เป็นอันตรายเช่นออกซิเจนไนโตรเจนและไฮโดรเจนในการเชื่อม ในเวลาเดียวกันองค์ประกอบทางเคมีของโลหะจะถูกเผาอย่างรุนแรงหรือผ่านการย้ายถิ่นและการแพร่กระจายภายใต้อุณหภูมิสูงทำให้เกิดความไม่สม่ำเสมอในองค์ประกอบทางเคมี
ภายใต้การกระทำของแหล่งความร้อนโครงสร้างจุลภาคของโลหะก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ตัวอย่างเช่นโครงสร้างการหล่อแบบทั่วไปและหยาบเป็นตัวอย่าง เนื่องจากความเร็วในการแข็งตัวของโลหะนั้นเร็วมากเชื่อมที่มีแนวโน้มสูงที่จะแข็งตัวสามารถสร้างโครงสร้าง Martensitic ดับได้อย่างง่ายดาย
8. การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างจุลภาคของโลหะฐาน
โลหะฐานใกล้สระหลอมเหลวซึ่งไม่ละลายจะได้รับการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างเนื่องจากความร้อนและส่วนนี้เรียกว่าโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนโซนนี้ย่อมมีโครงสร้างที่ร้อนจัด (เช่นโครงสร้างWidmanstätten) สำหรับเหล็กอัลลอยด์มันเป็นเรื่องง่ายที่จะสร้างโครงสร้างการแข็งตัว
จะเห็นได้ว่าแม้ว่าการเชื่อมฟิวชั่นมีข้อได้เปรียบบางประการเนื่องจากลักษณะทางเทคนิคที่กล่าวถึงข้างต้น แต่ก็นำความยากลำบากมาสู่กระบวนการเชื่อม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องปรับปรุงและปรับปรุงจากแง่มุมของอุปกรณ์วัสดุการเชื่อมและเทคโนโลยีกระบวนการเพื่อให้ได้รอยเชื่อมที่ยอดเยี่ยม
บทสรุป
การเชื่อมฟิวชั่นเป็นกระบวนการที่สำคัญในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยใช้พลังงานความร้อนเพื่อละลายและเข้าร่วมโลหะ มันโดดเด่นด้วยแหล่งความร้อนเคลื่อนที่อุณหภูมิสูงปริมาณความร้อนขนาดเล็กและเวลาละลายสั้น ๆ ซึ่งนำไปสู่ความท้าทายในการควบคุมคุณภาพ แม้จะมีสิ่งเหล่านี้การเชื่อมฟิวชั่นนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศยานยนต์พลังงานการต่อเรือการก่อสร้างและอุตสาหกรรมหนักเพื่อความแข็งแรงและความคล่องตัว นอกจากนี้ยังจำเป็นสำหรับการเข้าร่วมโลหะที่แตกต่างกันและในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการผลิตทางทหาร เมื่อความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการเชื่อมฟิวชั่นมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นขยายการใช้งานในการผลิตที่ทันสมัย
