อิทธิพลของการเชื่อมความต้านทานแบบจุดที่มีต่อความต้านทานแรงดึงเฉือนและการเกิดสารประกอบเชิงโลหะระหว่างรอยต่อต่างชนิดของเหล็กกล้าคาร์บอนผสมต่ำ SPFH780 และอะลูมิเนียมผสม 5052
คำสำคัญ:
การเชื่อมความต้านทานแบบจุด, เหล็กกล้าคาร์บอนผสมต่ำ SPFH780, อะลูมิเนียมผสม 5052, การก่อตัวของชั้นสารประกอบเชิงโลหะ, ความต้านทานแรงดึงเฉือนบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของระดับกระแสไฟฟ้าและชนิดของพัลส์ในการจ่ายกระแสไฟฟ้าในการเชื่อมความต้านทานแบบจุดที่มีต่อสมบัติทางกลและพฤติกรรมการก่อตัวของชั้นสารประกอบเชิงโลหะบริเวณรอยต่อระหว่างเหล็กกล้าคาร์บอนผสมต่ำ SPFH780 ความหนา 1.60 mm และอะลูมิเนียมผสม 5052 ความหนา 1.50 mm โดยทำการศึกษาเปรียบเทียบระหว่างการจ่ายกระแสไฟฟ้าชนิดพัลส์เดี่ยวและพัลส์คู่ที่กระแสไฟฟ้า 11000, 11500, 12000 และ 12500 แอมแปร์ (Ampere: A) ผลการศึกษาพบว่าการเชื่อมความต้านทานแบบจุดด้วยชนิดพัลส์คู่ให้ค่าความต้านทานแรงดึงเฉือนเฉลี่ยสูงกว่าการเชื่อมด้วยชนิดพัลส์เดี่ยวในทุกระดับกระแสไฟฟ้า โดยเฉพาะที่ระดับกระแสไฟฟ้า 12500 A ให้ค่าความต้านทานแรงดึงเฉือนเฉลี่ยสูงสุดเท่ากับ 4534.654 N เนื่องจากการจ่ายกระแสไฟฟ้าแบบพัลส์คู่สามารถควบคุมวัฏจักรความร้อนและลดการสะสมความร้อนส่วนเกินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้สามารถจำกัดการเจริญเติบโตของชั้นสารประกอบเชิงโลหะ Fe2Al5 และ FeAl3 ที่มีความเปราะสูงให้มีความหนาที่เหมาะสมได้ดีกว่า จากการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและการกระจายตัวของธาตุ พบว่าการเพิ่มกระแสไฟฟ้าส่งผลโดยตรงต่อการเพิ่มพลังงานความร้อน ทำให้ขนาดของนักเก็ตเชื่อมขยายตัวขึ้นและเพิ่มขีดความสามารถในการรับภาระทางกลของรอยเชื่อม สรุปได้ว่ากระบวนการเชื่อมแบบพัลส์คู่เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงในการปรับปรุงสมบัติทางกลและควบคุมการก่อตัวของสารประกอบบริเวณรอยต่อของโลหะต่างชนิดได้
เอกสารอ้างอิง
L. Walker, N. Avedissian, C. Vanderbilt, D. Paolini, and W. Zhang, “Effect of Fe−Al Intermetallics on Fatigue Properties of Aluminum to Steel Dissimilar Spot Welds,” International Journal of Fatigue, vol. 187, p. 108434, Oct. 2024, doi: 10.1016/j.ijfatigue.2024.108434.
F. Teng, P. Huan, X. Wang, Z. Jiang, Q. Zhang, R. Liu, D. Lv, and H. Di, “Improving the Mechanical Properties of an Al–Si−Coated 22MnB5 Steel Resistance Spot Welding Joint by Adding Ni Foil to Suppress Fe–Al IMCs and δ−Ferrite,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 37, pp. 3615–3624, Aug. 2025, doi: 10.1016/j.jmrt.2025.07.058.
A. Kapil, A. Vivek, and G. Daehn, “Role of Zinc Coating on Joint Properties in Impact Spot Welded Al 6111 Aluminum Alloy to Galvanized High−Strength Low−Alloy Steel,” Journal of Advanced Joining Processes, vol. 11, p. 100276, Jan. 2025, doi: 10.1016/j.jajp.2024.100276.
W. Peng, D. Du, A. Dong, G. Wu, Z. Shen, B. Sun, N. Chen, H. Teng, S. Wang, and Y. Xie, “Mechanism of Flash Nickel Interlayer in Mitigating LME in Resistance Spot Welding of High−Strength Steel with Zn–Al–Mg Coating,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 40, pp. 1248–1264, Jan. 2026, doi: 10.1016/j.jmrt.2025.12.246.
Z. Li, Y. Wang, Y. Chen, F. Cheng, D. Yang, G. Xie, and H. Yi, “Critical Influence of FeAl and α−Fe Phases in Coating Layers on Resistance Spot Weldability of Al–Si Coated Press−Hardening Steels,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 41, pp. 4015–4030, Mar. 2026, doi: 10.1016/j.jmrt.2026.02.054.
S. Wang, Z. Yuan, Y. Meng, and B. Ge, “Failure Mechanisms of Intermetallic Compounds in Aluminum−Steel Resistance Spot Welds Utilizing Advanced Electron Microscopy Techniques,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 35, pp. 5216–5221, Mar. 2025, doi: 10.1016/j.jmrt.2025.02.178.
L. Shi, J. Kang, X. Chen, A. S. Haselhuhn, D. R. Sigler, and B. E. Carlson, “Determination of Fracture Modes in Novel Aluminum−Steel Dissimilar Resistance Spot Welds,” Procedia Structural Integrity, vol. 17, pp. 355–362, 2019, doi: 10.1016/j.prostr.2019.08.047.
Y. G. Kim, B. J. Jo, J. S. Kim, and I. J. Kim, “A Study on Dissimilar Welding of Aluminum Alloy and Advanced High Strength Steel by Spot Welding Process,” International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 18, no. 1, pp. 121–126, Jan. 2017, doi: 10.1007/s12541−017−0015−6.
C. Qian, H. Ghassemi−Armaki, L. Shi, J. Kang, A. S. Haselhuhn, and B. E. Carlson, “Competing Fracture Modes in Al−Steel Resistance Spot Welded Structures: Experimental Evaluation and Numerical Prediction,” International Journal of Impact Engineering, vol. 185, p. 104838, Mar. 2024, doi: 10.1016/j.ijimpeng.2023.104838.
Y. Che, L. Wang, D. Sun, H. Li, and W. Geng, “Microstructures and Mechanical Properties of Resistance Spot−Welded Steel/Aluminum Alloy Joints with Process Tapes,” Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 27, no. 11, pp. 5532–5544, Nov. 2018, doi: 10.1007/s11665−018−3595−0.
M. Fodorné Cserépi and Á. Meilinger, “The Effect of RSW Technological Parameters to the Properties of Aluminium/Steel Hybrid Joints,” Multidiszciplináris Tudományok, vol. 14, no. 3, pp. 202–210, 2024, doi: 10.35925/j.multi.2024.3.18.
W. Cai, Q. Chen, Y. Wang, S. Dong, and P. Luo, “Microstructural and Mechanical Characterization of Steel−DP780/Al−5052 Joints Formed Using Resistance Element Welding with Concealed Rivet Cover,” Composites and Advanced Materials, vol. 31, 2022, doi: 10.1177/26349833221101076.
S. M. Hong, S. Tashiro, H. S. Bang, and M. Tanaka, “A Study on the Effect of Current Waveform on Intermetallics Formation and the Weldability of Dissimilar Materials Welded Joints (AA5052 Alloy—GI Steel) in AC Pulse GMAW,” Metals, vol. 11, no. 4, p. 561, Apr. 2021, doi: 10.3390/met11040561.
M. Li, Y. Wang, W. Tao, and S. Yang, “A Novel Strategy for Realizing Reliable Welding of Aluminum−Steel,” Welding Journal, vol. 102, no. 11, pp. 293s–312s, Nov. 2023, doi: 10.29391/2023.102.022.
L. Chen and J. Liu, “Optimisation and Study of a Welding Process for Aluminium and Galvanised Steel Based on Resistance Welding,” in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 238, no. 13, 2024, doi: 10.1177/09544062241226792.
B. Lara, R. Giorjao, H. Ghassemi−Armaki, and A. Ramirez, “Fe–Al Intermetallic Suppression of Dissimilar RSW Joints Using Stainless−Steel Interlayers,” Science and Technology of Welding and Joining, vol. 28, no. 6, pp. 461–467, 2023, doi: 10.1080/13621718.2023.2176046.
C1.1M/C1.1:2019, “Recommended Practices for Resistance Welding,” (2019).
M. Fodorné Cserépi and Á. Meilinger, “Effect of Intermetallic Compound Layer Size on Al/Steel Spot Weld Properties,” Pollack Periodica, vol. 21, no. 1, 2026, doi: 10.1556/606.2026.01507.
H. Okamoto, P. R. Subramanian, L. Kacpzak, and T. B. Massalski, Binary Alloy Phase Diagram Fe-Al, Materials Park, OH, USA: ASM International, 2001.
R. Hatano, T. Ogura, T. Matsuda, T. Sano, and A. Hirose, “Relationship Between Intermetallic Compound Layer Thickness with Deviation and Interfacial Strength for Dissimilar Joints of Aluminum Alloy and Stainless Steel,” Materials Science and Engineering: A, vol. 735, pp. 361–366, Sep. 2018, doi: 10.1016/j.msea.2018.08.065.
N. Chen, M. Wang, H. P. Wang, Z. Wan, and B. E. Carlson, “Microstructural and Mechanical Evolution of Al/Steel Interface with Fe2Al5 Growth in Resistance Spot Welding of Aluminum to Steel,” Journal of Manufacturing Processes, vol. 34, pp. 424–434, Aug. 2018, doi: 10.1016/j.jmapro.2018.06.024.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการเผยแพร่ในวารสารเทคโนโลยีการผลิตและการจัดการนี้ ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารเทคโนโลยีการ ผลิตและการจัดการหากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือกระทำการใด ๆ จะต้องได้รับอนุญาตเป็น ลายลักษณ์อักษรจากวารสารเทคโนโลยีการผลิตและการจัดการก่อนเท่านั้น
