สมบัติทางฟิสิกส์ของวัสดุ

นอกจากความแข็งแรงและโครงสร้างจุลภาคแล้ว วัสดุทุกชนิดยังมีสมบัติทางฟิสิกส์ที่เวลามักสร้างปัญหามากกว่าความแข็งแรงอีก คุณควรรู้สี่ข้อที่สำคัญที่สุด

การนำความร้อน บอกว่าโลหะระบายความร้อนที่ใส่เข้าไปได้เร็วแค่ไหน อะลูมิเนียมและทองแดงนำความร้อนได้ดีมาก — เพราะงั้นต้องใช้กำลังไฟสูงกว่ามากเพื่อให้รักษาบ่อหลอมเหลวไว้ได้ และความร้อนก็ไหลออกไปที่ชิ้นงานอย่างรวดเร็ว เหล็กและโดยเฉพาะเหล็กกล้าไร้สนิมนำความร้อนได้แย่กว่าชัดเจน — ความร้อนจึงสะสมตัว และเกิดการบิดตัวได้เร็วขึ้น

การขยายตัวจากความร้อน โลหะขยายตัวเมื่อร้อนและหดตัวเมื่อเย็นลง ของ (เหล็กกล้าไร้สนิม) เกือบเป็นสองเท่าของ เพราะงั้นเหล็กกล้าไร้สนิมจึงบิดตัวเวลามากกว่าเหล็กโครงสร้างชัดเจน — และเพราะงั้นต้องเชื่อมประกับมากขึ้น อุ่นชิ้นงาน และวางแผนลำดับแนวเชื่อม

จุดหลอมเหลว & โลหะบริสุทธิ์หลอมที่อุณหภูมิเดียว โลหะผสมหลอมในช่วงหนึ่ง กำหนดว่าบ่อเชื่อมจะข้นแค่ไหนและเสี่ยงต่อมากน้อยเพียงใด (อ่านเพิ่มได้ในบทความ การแข็งตัวของบ่อหลอมเหลว)

สมบัติทางไฟฟ้า & แม่เหล็ก การนำไฟฟ้ากำหนดและการนำกระแส สมบัติทางแม่เหล็กมีผลต่อ การเป่าอาร์ก — การเบี่ยงเบนของโดยสนามแม่เหล็ก เหล็กเฟอร์ไรต์เป็นแม่เหล็ก เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนไนต์ไม่เป็น เวลาเชื่อมด้วยกระแสตรงชิ้นงานเฟอร์ไรต์หนาๆ อาจดันออกไปด้านข้าง

สี่สมบัตินี้เกี่ยวพันกันและอธิบายปัญหาที่เจอบ่อยในโรงงาน:

• การบิดตัวของเหล็กกล้าไร้สนิม: การขยายตัวสูง + การนำความร้อนแย่ → ความร้อนสะสมเฉพาะที่ → การหดตัวรุนแรง

• แนวเชื่อมอะลูมิเนียมเย็น: การนำความร้อนสูง → ชิ้นงานดึงความร้อนออกไปก่อนที่บ่อเชื่อมจะหลอมละลายเต็มที่

• การเป่าอาร์ก: สนามแม่เหล็กที่ชิ้นงานหนาและเป็นแม่เหล็กได้เบี่ยงออก

วิธีแก้ก็เหมือนเดิมเสมอ: ป้อนความร้อนตรงจุดที่ต้องการ ควบคุมการบิดตัวด้วยการเชื่อมประกับและลำดับแนวเชื่อม และเมื่อเจอการเป่าอาร์กก็เปลี่ยนขั้วหรือทิศทางการเชื่อม