Page 54 - Electric

Article

> ส�ำเริง ด้วงนิล สถำบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์กำรมหำชน)

เทคโนโลยีเตาเชื่อมโลหะต่างชนิด

แบบไร้ตะเข็บในภาวะสุญญากาศ

(Vacuum Brazing Technology)

เทคโนโลยีเตำเชื่อมโลหะต่ำงชนิดแบบไร้ตะเข็บในภำวะ
สุญญำกำศ ได้รับกำรพัฒนำขึ้นโดยทีมวิศวกรของสถำบันวิจัย
แสงซินโครตรอน (องค์กำรมหำชน) (อนุสิทธิบัตรกำรประดิษฐ์ เลขที่
ค�ำขอ 1703001736) ข้อดีของกำรเชื่อมประสำนด้วยเทคนิคนี้คือ
โลหะที่เชื่อมจะเกิดกำรบิดตัวน้อย ท�ำให้ควบคุมควำมแม่นย�ำใน
กำรเชื่อมได้ดี สำมำรถเชื่อมโลหะชนิดเดียวกันหรือต่ำงชนิดได้เป็น
อย่ำงดี และยังช่วยประหยัดค่ำใช้จ่ำยจำกกำรน�ำเข้ำถึง 18 ล้ำนบำท
สำมำรถพัฒนำต่อยอดได้กับหลำกหลำยอุตสำหกรรม เช่น อุตสำหกรรม
เครื่องมือตัด (Cutting Tools), อุตสำหกรรมกำรอบชุบโลหะ (Heat
Treatment), อุตสำหกรรมระบบปรับอำกำศ (Air Conditioning System) รูปที่ 1 ส่วนประกอบที่เป็นระบบย่อยต่างๆ ของเตาเบรซิ่ง
และอุตสำหกรรมกำรผลิตเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยำ (Catalytic
Converter) เป็นต้น
แนวคิดของกำรออกแบบในเบื้องต้นนั้น มีข้อก�ำหนดคือ
เตำเชื่อมในภำวะสุญญำกำศชนิดนี้ เป็นเตำเชื่อมชิ้นงำนด้วยเทคนิค
เชื่อมแบบแล่นประสำน หรือเตำเบรซิ่ง (Brazing) ภำยในเป็นสภำวะ
สุญญำกำศที่ระดับต�่ำกว่ำ 10 ทอร์ มีช่องส�ำหรับวำงชิ้นงำนเชื่อม
-5
เป็นทรงสี่เหลี่ยมลูกบำศก์ ขนำด 300 x 300 x 500 มม. สำมำรถน�ำ
ชิ้นงำนเข้ำและออกจำกด้ำนหน้ำเตำได้สะดวก เตำสำมำรถให้ควำมร้อน
สูงสุดที่อุณหภูมิ 1,200 องศำเซลเซียส ด้วยกำรจ่ำยกระแสไฟฟ้ำ
ให้กับแผ่นให้ควำมร้อน (Heating Element) ที่ติดตั้งไว้ภำยในเตำ โดย
สำมำรถท�ำอุณหภูมิไต่ระดับเพิ่มขึ้นได้ในช่วงอัตรำ 0.5-30 องศำเซลเซียส
ต่อนำที และจ�ำกัดควำมพลิ้วของอุณหภูมิ (Temperature Ripple) รูปที่ 2 ภาพถ่ายเตาเบรซิ่งจากสถานที่จริง
ได้อยู่ที่ระดับต�่ำกว่ำ ±2-5 องศำเซลเซียส และยังสำมำรถควบคุม ณ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน จ.นครราชสีมา
และรักษำอุณหภูมิภำยในเตำให้มีควำมสม�่ำเสมอได้ที่ระดับ ±5
องศำเซลเซียส โดยเฉลี่ย กระบวนกำรเชื่อมแล่นประสำนโลหะในสภำวะสุญญำกำศ
เตำเบรซิ่งที่สถำบันวิจัยแสงซินโครตรอนได้ออกแบบและพัฒนำ หรือเบรซิ่ง (Brazing) เป็นกรรมวิธีกำรเชื่อมต่อโลหะตั้งแต่สองชิ้นหรือ
ขึ้น มีลักษณะดังแสดงในรูปที่ 1 โดยมีส่วนประกอบหลัก 6 ส่วน คือ มำกกว่ำเข้ำด้วยกัน โลหะอำจเป็นชนิดเดียวกันหรือต่ำงชนิดกันก็ได้
1. ตัวถังหลักของเตำ (Vacuum Chamber) มีโลหะเติมหรือลวดแล่นประสำนเป็นโลหะ เช่น ลวดเงิน หรืออำจ
2. โซนร้อน (Hot Zone) เป็นโลหะผสม เช่น ลวดทองเหลือง ลวดทองแดงผสมฟอสฟอรัสก็ได้
3. ตัวแลกเปลี่ยนควำมร้อน (Heat Exchanger) โลหะเติมนี้มีจุดหลอมเหลวสูงกว่ำ 450 องศำเซลเซียส แต่ต้องต�่ำกว่ำ
4. ระบบกำรจ่ำยแก๊สไนโตรเจน (Gas Quenching Using อุณหภูมิหลอมเหลวของโลหะที่น�ำมำเข้ำกระบวนกำรเบรซิ่ง เรำน�ำโลหะ
Nitrogen) ดังกล่ำวนี้เติมลงไปที่รอยต่อของชิ้นงำนแล้วน�ำไปอบด้วยควำมร้อน
5. ระบบสร้ำงสภำวะสุญญำกำศของเตำ (Vacuum System) โลหะเติมก็จะหลอมละลำยและแทรกตัวซึมเข้ำไปในช่องว่ำงระหว่ำง
6. ระบบควบคุมกำรท�ำงำนของเตำ (Control System) รอยต่อด้วยปฏิกิริยำคำปิลำรี (Capillary) หรือกำรซึมผ่ำนรูเล็ก

January-February 2018
January-February 2018