แนะนำประเภทของเหล็กที่นิยมใช้ในงานเชื่อมประกอบ
เหล็ก เป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางในงานก่อสร้างและงานอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานเชื่อมประกอบ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้ในการสร้างชิ้นส่วนหรือโครงสร้างโลหะจากเหล็กแผ่น ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นของเหล็ก เช่น ความแข็งแรง ความทนทาน และความสามารถในการขึ้นรูป ทำให้เหล็กกลายเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในงานเชื่อมประกอบ ตั้งแต่งานโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น อาคาร สะพาน ไปจนถึงงานผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็ก เช่น เครื่องจักร อุปกรณ์ต่างๆ
อย่างไรก็ตาม เหล็กมีหลากหลายประเภท แต่ละประเภทก็มีคุณสมบัติ ข้อดี และข้อเสียที่แตกต่างกันออกไป การเลือกใช้เหล็กให้เหมาะสมกับงานจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อให้ได้โครงสร้างหรือชิ้นงานที่มีคุณภาพ แข็งแรง ทนทาน และตรงตามวัตถุประสงค์การใช้งาน
บทความนี้จะแนะนำประเภทของเหล็กที่นิยมใช้ในงานเชื่อมประกอบ พร้อมอธิบายคุณสมบัติ ข้อดี ข้อเสีย และตัวอย่างการใช้งาน เพื่อเป็นแนวทางในการเลือกใช้เหล็กให้เหมาะสมกับงานต่อไป
แนะนำประเภทของเหล็กที่นิยมใช้ในงานเชื่อมประกอบ
1. เหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon Steel)
เป็นเหล็กที่มีคาร์บอนเป็นธาตุผสมหลัก มีความแข็งแรง ทนทานต่อแรงดึงและแรงกระแทกได้ดี ราคาค่อนข้างถูก แต่มีข้อเสียคือ ขึ้นสนิมง่าย แบ่งออกเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (Low Carbon Steel) ปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.3%, เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (Medium Carbon Steel) ปริมาณคาร์บอน 0.3-0.6% และเหล็กกล้าคาร์บอนสูง (High Carbon Steel) ปริมาณคาร์บอนมากกว่า 0.6% ยิ่งมีปริมาณคาร์บอนมาก เหล็กก็จะยิ่งแข็งและเปราะมากขึ้น
มีความแข็งแรง Tensile Strength และ Yield Strength สูง สามารถรับน้ำหนักและแรงกระแทกได้ดี มีความเหนียวปานกลาง สามารถดัดงอหรือขึ้นรูปได้ ความแข็งขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน ยิ่งมีคาร์บอนมากยิ่งแข็งมาก
ราคาถูก หาได้ง่าย เชื่อมง่าย มีความแข็งแรงสูง แต่ก็ขึ้นสนิมง่าย ไม่ทนทานต่อการกัดกร่อน นิยมใช้ในงานโครงสร้างทั่วไป งานเชื่อมประกอบ เช่น โครงสร้างอาคาร สะพาน เครื่องจักรกล ท่อส่งน้ำ เฟอร์นิเจอร์ เช่น เหล็กเส้นกลม (Round Bar), เหล็กฉาก (Angle Bar), เหล็กตัวซี (Channel), เหล็กไวด์แฟรงค์ (Wide Flange)
2. เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless Steel)
เป็นเหล็กที่มีโครเมียมเป็นส่วนผสมหลักอย่างน้อย 10.5% ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนและการเกิดสนิมได้ดี มีความแข็งแรง ทนทาน แต่ราคาค่อนข้างสูง แบ่งออกเป็นหลายประเภทตามส่วนผสมของโลหะและโครงสร้างจุลภาค เช่น Austenitic Stainless Steel มีความเหนียว ขึ้นรูปง่าย เชื่อมง่าย ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี เช่น เกรด 304, 31 Ferritic Stainless Stee มีความแข็งแรง ทนทานต่อการกัดกร่อน แต่มีความเหนียวน้อยกว่า Austenitic เช่น เกรด 430 และ Martensitic Stainless Steel มีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการสึกหรอ แต่เชื่อมยาก เช่น เกรด 410
มีความแข็งแรงสูง แต่แตกต่างกันไปตามประเภท มีความเหนียวดี โดยเฉพาะ Austenitic Stainless Steel มีความแข็งสูง โดยเฉพาะ Martensitic Stainless Steel มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม
ทนทานต่อการกัดกร่อนและการเกิดสนิม มีความแข็งแรงสูง ดูแลรักษาง่าย มีผิวสัมผัสที่สวยงาม แต่มีราคาสูง และบางประเภทเชื่อมยาก นิยมใช้ในงานที่ต้องการความสะอาด ทนทานต่อการกัดกร่อน เช่น อุปกรณ์เครื่องครัว อุปกรณ์ทางการแพทย์ ชิ้นส่วนในอุตสาหกรรมอาหาร อุปกรณ์ในห้องน้ำ อุปกรณ์ในโรงงานเคมี
3. เหล็กกล้าอัลลอย (Alloy Steel)
เป็นเหล็กที่เติมธาตุโลหะอื่น ๆ นอกจากคาร์บอน เช่น นิเกิล โครเมียม แมงกานีส โมลิบดีนัม วาเนเดียม เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กให้ตรงตามความต้องการ เช่น เพิ่มความแข็งแรง ความเหนียว ทนความร้อน ทนการสึกหรอ ทนทานต่อการกัดกร่อน ขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของธาตุโลหะที่เติม เช่น นิเกิล เพิ่มความแข็งแรง ความเหนียว และทนทานต่อการกัดกร่อน โครเมียม เพิ่มความแข็ง ทนทานต่อการสึกหรอ และทนทานต่อการกัดกร่อน แมงกานีส เพิ่มความแข็งแรง และความเหนียว โมลิบดีนัม เพิ่มความแข็งแรง ทนความร้อน และทนทานต่อการกัดกร่อน
มีคุณสมบัติเฉพาะตามที่ต้องการ มีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อสภาวะแวดล้อมต่างๆ นิยมใช้ในงานที่ต้องการคุณสมบัติเฉพาะ เช่น ชิ้นส่วนเครื่องจักร เพลา เฟือง เครื่องมือตัด ชิ้นส่วนยานยนต์ อุปกรณ์ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี
4. เหล็กแผ่นรีดร้อน (Hot Rolled Steel)
เป็นเหล็กที่ผ่านกระบวนการรีดขึ้นรูปที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่าอุณหภูมิ recrystallization) ทำให้เหล็กอ่อนตัวลง ขึ้นรูปได้ง่าย มีผิวสัมผัสไม่เรียบ มีตะกรันเหล็ก (mill scale) แต่มีความแข็งแรงสูง ราคาถูก ขนาดและความหนา มีความแข็งแรงสูง มีความเหนียวปานกลาง นิยมใช้ในงานโครงสร้างทั่วไป เช่น โครงสร้างอาคาร สะพาน ถังเก็บ งานเชื่อมประกอบ ที่ไม่ต้องการความสวยงามของผิว
5. เหล็กแผ่นรีดเย็น (Cold Rolled Steel)
เป็นเหล็กที่ผ่านกระบวนการรีดขึ้นรูปที่อุณหภูมิต่ำ (ต่ำกว่าอุณหภูมิ recrystallization) หลังจากผ่านกระบวนการรีดร้อน ทำให้ได้เหล็กที่มีขนาดความหนาที่แม่นยำ และผิวเรียบเนียน มีผิวสัมผัสเรียบ สวยงาม มีความแม่นยำสูง แต่มีความแข็งแรงน้อยกว่าเหล็กแผ่นรีดร้อน เนื่องจากเกิด strain hardening ในกระบวนการรีดเย็น
มีความแข็งแรงปานกลาง น้อยกว่าเหล็กแผ่นรีดร้อน และมีความเหนียวน้อย ผิวสัมผัสเรียบเนียน สวยงาม ความแม่นยำของขนาดสูง แต่ราคาแพงกว่าเหล็กแผ่นรีดร้อน มีความแข็งแรงน้อยกว่า นิยมใช้ในงานที่ต้องการความสวยงาม ความแม่นยำ เช่น ตัวถังรถยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า เฟอร์นิเจอร์
6. เหล็กแผ่นสังกะสี (Galvanized Steel)
เป็นเหล็กแผ่นที่ผ่านการเคลือบผิวด้วยสังกะสี เพื่อป้องกันการเกิดสนิม ประเภทของการเคลือบ จะมีแบบจุ่มร้อน (Hot-dip Galvanizing) เป็นการจุ่มเหล็กแผ่นลงในอ่างสังกะสีหลอมเหลว ได้ชั้นเคลือบสังกะสีที่หนา ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี และแบบเคลือบไฟฟ้า (Electrogalvanizing) เป็นการเคลือบสังกะสีด้วยไฟฟ้า ได้ชั้นเคลือบที่บางกว่า ผิวเรียบเนียนกว่า
ป้องกันการเกิดสนิมได้ดี เพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน นิยมใช้ในงานที่ต้องการป้องกันสนิม เช่น หลังคา รางน้ำ ท่อ ถังเก็บน้ำ โครงสร้างเหล็ก ชิ้นส่วนรถยนต์
การเลือกใช้เหล็กประเภทใดขึ้นอยู่กับลักษณะงาน งบประมาณ และคุณสมบัติที่ต้องการ ควรศึกษาข้อมูลและปรึกษาผู้เชี่ยวชาญก่อนเลือกใช้ เพื่อให้ได้เหล็กที่เหมาะสมกับงานมากที่สุด
หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับทุกท่านในการเลือกใช้เหล็กให้เหมาะสมกับงานเชื่อมประกอบ เพื่อผลลัพธ์ที่แข็งแกร่ง ทนทาน และคุ้มค่า เพราะเหล็กที่ดี ไม่ใช่แค่แข็ง แต่ต้องใช่สำหรับงาน เลือกเหล็กคุณภาพ ต้องเลือก ชูธนวาณิช
