TH
English
ช่วงหลังเริ่มเห็นคลิปงานเชื่อม ที่หัวเชื่อมเคลื่อนผ่านรอยต่อเร็ว ๆ แล้วได้แนวเรียบเป็นเส้นสวยโดยแทบไม่มีสะเก็ดกระเด็น หลายคนดูแล้ว อาจสงสัยว่าเครื่องเชื่อม หรือตู้เชื่อมแบบนี้คืออะไร และทำไมงานถึงออกมาต่างจากที่เห็นได้ทั่วไป
เครื่องที่ว่านั้น คือ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ ซึ่งเมื่อก่อน อาจอยู่เฉพาะ ในโรงงานผลิตชิ้นส่วน แต่ตอนนี้เริ่มเข้ามาอยู่ในร้านขนาดกลาง มากขึ้น เรามาดูกันดีกว่า ว่าเครื่องเชื่อมเลเซอร์ นั้น ทำงานยังไง ต่างจากเครื่องที่ใช้กันอยู่ เช่น ตู้เชื่อม MIG TIG หรือ ตู้เชื่อมธูป ที่คุ้นเคย ตรงไหน และมีข้อจำกัดอะไรบ้าง ที่ควรรู้ ก่อนเริ่มคิดจะใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์
สิ่งที่ควรเข้าใจแต่แรก คือเครื่องกลุ่มนี้ไม่ได้มาแทนเครื่องเชื่อมไฟฟ้าทั้งหมด แต่เข้ามาเติมในงานที่เครื่องเดิมทำได้ไม่ดีนัก โดยเฉพาะงานแผ่นบางที่ความร้อนเป็นปัญหา
เครื่องเชื่อมเลเซอร์ ให้ความร้อน คนละแบบกับการอาร์ก
ความต่างทั้งหมดของเครื่องเชื่อมเลเซอร์ นั้น เริ่มจากวิธีให้ความร้อน ซึ่งเป็นจุดที่ทำให้ผลงานออกมาไม่เหมือนกันได้ ตั้งแต่แนวเชื่อม แนวแรก และเมื่อเข้าใจตรงนี้แล้ว เรื่องอื่นอย่างความเร็ว การบิดงอ และปริมาณงานที่ต้องเก็บ จะตามมาเอง โดยไม่ต้องจำแยก ทีละข้อ
เครื่องเชื่อม ตู้เชื่อมไฟฟ้า ใช้การอาร์ก
เครื่องเชื่อมที่ใช้กันทั่วไป ไม่ว่าจะเป็น ตู้เชื่อมธูป MIG หรือ TIG ล้วนทำงานด้วยการปล่อยกระแสให้เกิดการอาร์กระหว่างลวด หรือแท่งอิเล็กโทรดกับชิ้นงาน ความร้อนที่เกิดขึ้นกระจายเป็นวงกว้างรอบจุดเชื่อม ซึ่งเป็นสิ่งที่ช่างคุ้นเคย และควบคุมได้ จากการปรับกระแส และความเร็วในการเดินแนว
เลเซอร์โฟกัสพลังงาน ลงจุดเล็ก
เครื่องเชื่อมเลเซอร์ ยิงลำแสงที่โฟกัสลงจุดขนาดเล็กมาก พลังงานจึงเข้มข้นเฉพาะจุดนั้น และกระจายออกด้านข้างน้อยกว่า
ผลคือความร้อนรวมที่ป้อนเข้าชิ้นงานต่ำกว่าเมื่อเทียบกับงานเดียวกัน ทั้งที่จุดเชื่อมเอง ร้อนกว่ามาก
ผลลัพธ์ที่ได้จริง จากการใช้ เครื่องเชื่อมเลเซอร์
ความร้อนน้อยกว่าที่ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ ป้อนเข้าชิ้นงานนั้น ไม่ใช่แค่ตัวเลขทางเทคนิค แต่เปลี่ยนลักษณะงานที่ได้ ไปทั้งกระบวนการ ตั้งแต่ขั้นตอนเชื่อมจนถึงขั้นตอนเก็บงาน
ชิ้นงานบิดน้อยลง
บริเวณรอบแนวเชื่อมที่เนื้อโลหะเปลี่ยนสภาพเพราะความร้อน หรือที่เรียกว่า HAZ (Heat Affected Zone) ของการเชื่อมด้วยเครื่องเลเซอร์ จะแคบกว่า เมื่อบริเวณนี้แคบ แรงเค้นที่เกิดจากการหดตัวหลังเย็นก็น้อยลง ชิ้นงานแผ่นบางจึงบิดน้อยกว่าที่เคยเจอ
แนวเชื่อมแคบ และเก็บงานน้อยลง
แนวที่ได้ จะแคบและเรียบกว่า สะเก็ดกระเด็นน้อยกว่า และคราบสีรอบแนวในงานสเตนเลสลดลง สำหรับร้านที่ต้องขัดเก็บทุกแนวก่อนส่งลูกค้า เวลาที่ประหยัดตรงขั้นตอนนี้ มักมากกว่าที่ประหยัดจากการเชื่อมเสียอีก
เครื่องเชื่อมเลเซอร์ เชื่อมได้เร็วกว่า ในงานที่เหมาะ
ในงานแผ่นบาง ที่รอยต่อเตรียมมาดี ความเร็วในการเดินแนว ของเลเซอร์ ทำได้สูงกว่าการอาร์ก แต่ต้องย้ำว่าข้อได้เปรียบนี้เกิดเฉพาะเมื่อชิ้นงานประกบกัน แนบเท่านั้น ซึ่งเป็นเงื่อนไข ที่สำคัญกว่าที่หลายคนคิด
ข้อจำกัดของ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ ที่ต้องรู้ก่อนใช้
ลำแสงของ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ รวมพลังงานลงในพื้นที่เล็ก ความคลาดเคลื่อนของชิ้นงานจึงเห็นผล ได้ง่ายกว่าการเชื่อมแบบเดิมพอสมควร ถ้าขอบงานไม่ตรง มีช่องว่างไม่สม่ำเสมอ หรือประกบชิ้นงานได้ไม่แนบ คุณภาพของแนวเชื่อม ก็อาจเปลี่ยนไปตามจุดนั้นได้ทันที
นี่คือสาเหตุ ที่หลายคน หรือหลายกิจการ ซื้อเครื่องเชื่อมเลเซอร์มา แล้วพบว่าใช้ได้ไม่เต็มประสิทธิภาพอย่างที่คาดหวัง เพราะปัญหา ไม่ได้อยู่ที่ตัวเครื่อง แต่ไปอยู่ที่ขั้นตอนก่อนเชื่อมแทน เช่น การตัด การจัดแนว และการจับยึดชิ้นงาน ถ้ากระบวนการเหล่านี้ยังไม่สม่ำเสมอ ความเร็ว และความแม่นยำที่เป็นจุดเด่นของเลเซอร์ ก็จะลดทอนลงไปได้
รอยต่อต้องแนบ
ถ้าชิ้นงานประกบกันไม่แนบ และมีช่องว่าง ลำแสงอาจผ่านช่องนั้นไปโดยไม่หลอมขอบทั้งสองด้าน งานที่ตัดด้วยมือ และมีระยะห่างไม่สม่ำเสมอ จึงต้องเตรียมชิ้นงานละเอียดกว่าเดิม หรือต้อง ป้อนลวดเติมเข้าช่วย
งานเหล็กหนายังเป็นพื้นที่ ของเครื่องเชื่อมแบบเดิม
งานที่ต้องการแนวลึก และเนื้อเชื่อมเยอะอย่างงานโครงสร้าง ยังเหมาะกับ ตู้เชื่อมธูป หรือ MIG กำลังสูงมากกว่า การซื้อเครื่องเชื่อมเลเซอร์มาทำงานกลุ่มนี้ อาจไม่ช่วยอะไร
ต้องการสภาพแวดล้อม ที่ควบคุมได้
เครื่องเชื่อมเลเซอร์ ต้องการไฟที่นิ่ง ระบบระบายความร้อน และพื้นที่ทำงานที่จำกัดคนเข้าออกได้ การยกไปหน้างานนอกสถานที่ จึงยุ่งยากกว่าเครื่องเชื่อม หรือตู้เชื่อมพกพา มาก
ความปลอดภัยของ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ เป็นคนละเรื่องกับงานอาร์ก
ความเสี่ยงของ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ เป็นคนละแบบกับที่ช่างเชื่อมคุ้นเคยมาตลอด ในงานอาร์ก อันตรายหลักคือแสงจ้า สะเก็ดไฟ ความร้อน และควันเชื่อม ซึ่งผู้ใช้งานมองเห็นได้ค่อนข้างชัด และสามารถป้องกันด้วย หน้ากากเชื่อม ถุงมือ เสื้อผ้าป้องกัน และระบบระบายอากาศที่เหมาะกับงาน
ในงานเลเซอร์ จะมีอันตรายจาก เครื่องเชื่อมเลเซอร์ เพิ่มเข้ามาอีกอย่างหนึ่ง คือ ลำแสงที่อาจมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า และการสะท้อนของลำแสงจากผิวโลหะ
เครื่องเชื่อมเลเซอร์ หลายระบบใช้ช่วงความยาวคลื่น ที่ดวงตามนุษย์มองไม่เห็น ดังนั้นแม้ผู้ปฏิบัติงานจะไม่รู้สึกว่าแสงสว่างผิดปกติ ก็ไม่ได้หมายความว่าพื้นที่นั้นปลอดภัย
ความเสี่ยงสำคัญ คือพลังงานจากลำแสงสามารถเข้าสู่ดวงตา ได้โดยตรง หรือสะท้อนจากผิวชิ้นงาน โลหะขัดเงา ขอบแผ่น หรืออุปกรณ์ รอบโต๊ะเชื่อม แล้วเปลี่ยนทิศทางออกไปจากจุด ที่ผู้ใช้คาดไว้
แว่นป้องกัน ต้องตรงกับความยาวคลื่นของเครื่อง
หน้ากากเชื่อม หรือแว่นที่ใช้กับงานอาร์กไม่ได้ออกแบบ มาเพื่อกันลำแสงเลเซอร์ อุปกรณ์ที่ใช้ต้องระบุความยาวคลื่น และระดับการป้องกันที่ตรงกับเครื่องเชื่อมเลเซอร์ที่ใช้อยู่ แล้วยิ่งไปกว่านั้น ข้อมูลนี้ควรขอจากผู้ขายตั้งแต่ตอนซื้อเครื่อง ไม่ใช่ไปหาทีหลัง
แสงสะท้อน เป็นอันตราย กับคนที่ไม่ได้เชื่อมด้วย
ผิวโลหะขัดเงาสะท้อนลำแสง ไปในทิศทางที่คาดเดาไม่ได้ คนที่อยู่ในห้องเดียวกัน แต่ไม่ได้ทำงานกับเครื่องเชื่อมเลเซอร์ จึงอาจรับความ เสี่ยงไปด้วย พื้นที่ทำงาน จึงต้อง มีฉากกั้น ที่เหมาะกับงานเลเซอร์และจำกัดคนเข้าออก ระหว่างใช้งาน
ควัน และฝุ่นโลหะ ยังต้องจัดการเหมือนเดิม
แม้ควันจะน้อยกว่างานอาร์กในหลายกรณี แต่ฝุ่นโลหะขนาดเล็กที่เกิดขึ้นจากเครื่องเชื่อมเลเซอร์ ยังต้องจัดการอย่างเหมาะสมไม่แพ้กัน การคิดว่าควันน้อย แล้วไม่ต้องติดตั้งระบบระบาย เป็นความเข้าใจผิด และควรเตรียมไว้ ตั้งแต่ก่อนติดตั้งเครื่อง
ก่อนเริ่มใช้งานจริง ควรให้ผู้ขาย หรือผู้ติดตั้งอบรมทั้งการใช้งาน และความปลอดภัยให้ครบทุกคนที่อยู่ในพื้นที่ ไม่ใช่เฉพาะคนที่จะใช้เครื่อง
เครื่องเชื่อมเลเซอร์ เหมาะกับงานแบบไหน?
จากที่ไล่มาทั้งหมด จะเห็นว่าเครื่องเชื่อมเลเซอร์ ไม่ได้เหนือกว่าในทุกด้าน แต่เด่นชัดในงานบางกลุ่ม และเสียเปรียบในบางกลุ่มอย่างชัดเจนเช่นกัน สรุปแบบเข้าใจง่าย คือ ให้ดูจากความหนาของชิ้นงานและความสำคัญของผิวสำเร็จเป็นหลัก
งานถังสเตนเลส ตู้ครัว งานตกแต่ง และชิ้นงานที่ลูกค้าเห็นแนวเชื่อม คือกลุ่มที่ได้ประโยชน์มากที่สุด เพราะปัญหาเดิมของงานกลุ่มนี้ คือความร้อน ที่ทำให้แผ่นบิดและเกิดคราบสีที่ต้องขัดคืนทุกครั้ง
ส่วน งานเหล็กหนา งานที่รอยต่อไม่แนบ และงานที่ต้องยกเครื่องไปหน้างาน ยังเป็นพื้นที่ของเครื่องเชื่อมไฟฟ้า แบบเดิม ซึ่งไม่ได้แปลว่าเครื่องไหนด้อยกว่า แต่เป็นเรื่องของการเลือกใช้ให้ตรงงาน
เครื่องเชื่อมเลเซอร์ เหมาะกับงานสเตนเลส และแผ่นบาง แต่ยังไม่เหมาะ กับงานโครงสร้าง และงานนอกสถานที่
สรุป
เครื่องเชื่อมเลเซอร์ ต่างจาก MIG และ TIG ตั้งแต่หลักการให้ความร้อนกับชิ้นงาน ความแตกต่างตรงนี้ส่งผล ต่อพฤติกรรมของชิ้นงานตลอดกระบวนการ โดยทั่วไปเลเซอร์เน้นการให้พลังงานในบริเวณแคบกว่า ทำให้ควบคุมผลกระทบจากความร้อนได้ดีในงานบางประเภท จึงมักเหมาะกับงานที่ต้องการความเรียบร้อยของผิว งานแผ่นบาง หรืองานที่ไม่ต้องการให้ชิ้นงานเสียรูปมากหลังเชื่อม
อย่างไรก็ตาม จุดเด่นของ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ ไม่ได้หมายความว่าแนวเชื่อมจะแข็งแรงกว่ากระบวนการอื่น ความแข็งแรงยังขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น วัสดุ รูปแบบรอยต่อ การเตรียมชิ้นงาน และวิธีตั้งกระบวนการให้เหมาะกับงานนั้น ๆ การเลือกใช้เครื่องเลเซอร์ จึงควรมองในภาพรวมว่า ต้องการแก้ปัญหาอะไร จากกระบวนการเดิม
เช่น ต้องการลดงานขัด ลดการบิดงอ หรือทำให้งานซ้ำเดิมได้สม่ำเสมอขึ้น มากกว่าจะมองเพียงว่าเป็นเทคโนโลยีที่ใหม่กว่า
อีกด้านหนึ่งคือเรื่องพื้นที่และความปลอดภัย ซึ่งต้องมองเป็นส่วนหนึ่งของการลงทุนแต่แรก ไม่ใช่อุปกรณ์เสริมภายหลัง หากสถานที่ยังไม่เหมาะกับการควบคุมพื้นที่ การป้องกันคนรอบข้าง หรือการจัดระบบทำงานให้เป็นระเบียบ ก็ควรเตรียมส่วนนี้ให้พร้อมก่อน
ความคุ้มของ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ ไม่ได้ตัดสินจากตัวเลขบนใบเสนอราคา แต่ขึ้นอยู่กับว่า งาน คน และพื้นที่ พร้อมรองรับวิธีทำงานแบบใหม่นี้ มากแค่ไหน
