ในงานม้วนและประกอบโครงสร้างเหล็ก ปัญหา Web Buckling และ รอยตะเข็บที่ไม่สมบูรณ์ เป็นจุดอ่อนสำคัญที่ลดความแข็งแรงและความสวยงามของชิ้นงานลงอย่างมาก บทความนี้จะอธิบายสาเหตุและวิธีแก้ไขแบบเจาะลึกสำหรับวิศวกรและช่างที่ต้องรับมือกับปัญหาเหล่านี้

1. Web Buckling คืออะไร?

Web Buckling คือปัญหาที่เกิดจากการยุบตัวหรือคลื่นใต้ผิวโลหะบริเวณแผ่นกลาง (Web) ของโครงสร้างเหล็ก ซึ่งอาจเกิดขึ้นในกระบวนการม้วน พับ หรือเมื่อโครงสร้างต้องรับแรงกด

ลักษณะของ Web Buckling

• Local Buckling: เกิดขึ้นเฉพาะบริเวณเล็กๆ มักพบที่จุดที่มีการเปลี่ยนแปลงความโค้งอย่างกะทันหัน
• Global Buckling: ยุบตัวตลอดทั้งแนวความยาว เกิดจากแรงกดหรือแรงดึงที่ไม่สม่ำเสมอ

2. สาเหตุที่ทำให้เกิด Web Buckling

• ความหนาที่ไม่เหมาะสม: หากแผ่นกลาง (Web) บางเกินไปเมื่อเทียบกับขอบด้านบนและด้านล่าง (Flange) จะเกิดการยุบตัวง่าย
• การม้วนที่มีความโค้งมากเกินไป: เมื่อม้วนให้โค้งมาก (รัศมีเล็ก) แรงกดจากลูกกลิ้งจะทำให้ Web ยุบเข้าไปด้านใน
• การกระจายแรงที่ไม่เท่ากัน: หากลูกกลิ้งไม่ได้ถูกปรับระดับให้เท่ากัน แรงจะกดไปที่จุดใดจุดหนึ่งมากเกินไป
• ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ: ในงาน Hot Rolling หากความร้อนไม่เท่ากัน จะทำให้ส่วนที่ร้อนกว่าอ่อนตัวและบิดเบี้ยวได้ง่ายกว่า

3. วิธีแก้ไขและป้องกัน Web Buckling

การเพิ่ม Stiffener (Rib)

• หลักการ: เชื่อมแผ่นเหล็กเสริมเข้าไปตามแนวตั้งของ Web เพื่อช่วยรับแรงกดและป้องกันการยุบตัว
• ระยะห่าง: สำหรับงานโครงสร้างหนัก ควรติดตั้ง Stiffener ทุกๆ 1-1.5 เมตร หรือคำนวณตามสูตร (h/t ratio) โดย h = ความสูงของ Web และ t = ความหนา

การใช้ Support Roller พิเศษ

• แนวคิด: เพิ่มลูกกลิ้งรองรับ (Mandrel) ด้านในของชิ้นงานขณะม้วน เพื่อช่วยกระจายแรงและไม่ให้ Web ยุบเข้าไปด้านใน
• ข้อจำกัด: เหมาะกับชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางพอสมควร หากม้วนให้เล็กมาก Mandrel อาจเข้าไปไม่ถึง

การ Pre-Stress แผ่น Web

• เทคนิค: ดัดหรือกดแผ่น Web ให้โค้งเล็กน้อยในทิศทางตรงข้ามกับทิศทางที่คาดว่าจะยุบตัว เพื่อชดเชยการบิดตัวจากแรงกดขณะม้วน

4. รอยตะเข็บ (Seam Weld): ปัญหาและการป้องกัน

เมื่อม้วนเหล็กแผ่นเป็นทรงกระบอกแล้ว ต้องนำขอบทั้งสองมาเชื่อมติดกัน รอยเชื่อมนี้เรียกว่า Longitudinal Seam

ปัญหาที่พบบ่อย

• Misalignment (ขอบไม่เท่ากัน): ถ้าการม้วนไม่แม่นยำ ขอบทั้งสองจะไม่อยู่ในแนวเดียวกัน
• Gap ที่มากหรือน้อยเกินไป: ช่องว่างระหว่างขอบควรอยู่ที่ประมาณ 1-2 มม. หากมากเกินจะต้องใช้โลหะเติมเยอะ หากน้อยเกินการหลอมเหลวจะไม่ลึกพอ
• Burn-Through: เกิดจากความร้อนสูงเกินไป ทำให้โลหะหลอมทะลุไปด้านใน

วิธีแก้ไข

• ใช้ Backing Strip: แผ่นเหล็กเสริมรองรับด้านในรอยตะเข็บขณะเชื่อม เพื่อไม่ให้โลหะหลอมเหลวหล่นทะลุ
• การเชื่อมทั้งสองด้าน (Double-Sided Welding): เชื่อมทั้งด้านในและด้านนอก เพื่อให้แนวเชื่อมมีความแข็งแรงสม่ำเสมอ
• Preheat: อุ่นโลหะก่อนเชื่อมโดยเฉพาะเหล็กที่หนามาก (มากกว่า 20 มม.) เพื่อลดความเสี่ยงในการเกิดรอยแตกเนื่องจากการหดตัวอย่างรวดเร็ว

งานโครงสร้างที่แข็งแรง เริ่มต้นที่การม้วนที่ถูกต้อง

ที่ Sangchai Steel เรามีประสบการณ์ในการแก้ไขปัญหา Web Buckling และมีช่างเชื่อมที่ชำนาญในการทำรอยตะเข็บที่สมบูรณ์แบบ เพื่อให้โครงสร้างของคุณแข็งแรงทนทาน ไม่เสียรูปจากการใช้งาน