การเชื่อมเสียดทานแบบกวนอะลูมิเนียมผสม AA 7075-T651 โดยใช้อุปกรณ์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนแบบหัวกวนคู่

วรพงค์ บุญช่วยแทน; จักรนรินทร์ ฉัตรทอง; วรรธนพร ชีววุฒิพงศ์; จตุพร ใจดำรงค์

ผู้แต่ง

วรพงค์ บุญช่วยแทน อาจารย์, สาขาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย, 1 ถ.ราชดำเนินนอก ต.บ่อยาง อ.เมือง จ.สงขลา 90000
จักรนรินทร์ ฉัตรทอง อาจารย์, สาขาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย, 1 ถ.ราชดำเนินนอก ต.บ่อยาง อ.เมือง จ.สงขลา 90000 และ นักวิจัย, หน่วยวิจัยเทคโนโลยีการแปรรูปวัสดุ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี ราชมงคลศรีวิชัย, 1 ถ.ราชดำเนินนอก ต.บ่อยาง อ.เมือง จ.สงขลา 90000
วรรธนพร ชีววุฒิพงศ์ อาจารย์, สาขาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย, 1 ถ.ราชดำเนินนอก ต.บ่อยาง อ.เมือง จ.สงขลา 90000 และ นักวิจัย, หน่วยวิจัยเทคโนโลยีการแปรรูปวัสดุ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี ราชมงคลศรีวิชัย, 1 ถ.ราชดำเนินนอก ต.บ่อยาง อ.เมือง จ.สงขลา 90000
จตุพร ใจดำรงค์ อาจารย์, สาขาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย, 1 ถ.ราชดำเนินนอก ต.บ่อยาง อ.เมือง จ.สงขลา 90000

คำสำคัญ:

การเชื่อมเสียดทานแบบกวน, หัวกวนแบบคู่, อุปกรณ์

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างอุปกรณ์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนแบบหัวกวนคู่และเพื่อศึกษาการเชื่อมเสียดทานแบบกวนโดยใช้อุปกรณ์ดังกล่าว โดยที่อุปกรณ์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนแบบหัวกวนคู่มีส่วนประกอบหลัก จำนวน 5 ชิ้นส่วน ประกอบด้วย แกนเพลาขับ ชุดเฟือง ห้องเครื่อง เพลาหมุน และหัวกวน โดยใช้วัสดุอะลูมิเนียมผสม AA7075-T651 ที่มีขนาดความกว้าง × ความยาว × ความหนา คือ 50 × 300 × 6 มิลลิเมตร ภายใต้ความเร็วหมุนเชื่อม 3 ระดับ คือ 710 1000 และ 1400 รอบต่อนาที และความเร็วเดินเชื่อม 3 ระดับ คือ 14 20 และ
40 มิลลิเมตรต่อนาที ผลการทดลองพบว่า รอยเชื่อมเมื่อเพิ่มระดับความเร็วเดินเชื่อมมากขึ้นจะเกิดช่องว่าง (Hole) ที่มีจำนวนกว้างมากขึ้นในด้าน Retreating Side อันเนื่องมาจากการเสียดทานระหว่างหัวกวนกับเนื้อวัสดุที่มีความร้อนสะสมไม่มากพอขณะเชื่อม สภาวะการเชื่อมเสียดทานแบบกวนที่ความเร็วหมุนเชื่อมที่ 710 รอบต่อนาที ความเร็วเดินเชื่อมที่ 14 มิลลิเมตรต่อนาที มีค่าความแข็งแรงดึงมากที่สุด คือ 360.58 MPa ค่าความแข็งสูงสุด 156.4 HV ที่ความเร็วหมุนเชื่อม 710 รอบต่อนาที ความเร็วเดินเชื่อม 40 มิลลิเมตรต่อนาที ส่วนค่าความแข็งแรงดัด ที่บริเวณด้านหน้า (Face Bend) สูงสุด 40.26 MPa ที่ความเร็วหมุนเชื่อม 710 รอบต่อนาที ความเร็วเดินเชื่อม 14 มิลลิเมตรต่อนาที และด้านหลัง (Root Bend) สูงสุด 26.10 MPa ที่ความเร็วหมุนเชื่อม 710 รอบต่อนาที ความเร็วเดินเชื่อม 14 มิลลิเมตรต่อนาที

เอกสารอ้างอิง

Wang GQ, Zhao YH, Tang YY. Research progress of bobbin tool friction stir welding of aluminum alloys: A review. Acta Metallurgica Sinica (English Letters) 2020;33(1):13-29.

Dimopoulos A, Vairis A, Vidakis N, Petousis M. On the friction stir welding of Al 7075 thin sheets. Metals 2021;11(1):57.

Sajadifar SV, Moeini G, Scharifi E, Lauhoff C, Bohm S, Niendorf T. On the effect of quenching on postweld heat treatment of friction-stir-welded aluminum 7075 alloy. Journal of Materials Engineering and Performance 2019;28(8):5255-65.

Rahul J, Kanchan K, Surjya KP, Shiv BS. Counter rotating twin-tool system in friction stir welding process: A simulation study. Journal of Materials Processing Technology 2018;255:121-8.

Maulikkumar BP, Komal GD. Studies the twin stir technology and welded parameters of friction stir welding on AA7108 T79. Journal of Xi'an University of Architecture & Technology 2021;13(6):592-8.

Kumari K, Pal SK, Singh SB. Friction stir welding by using counter-rotating twin tool. Journal of Materials Processing Technology 2015;215(1):132-41.

Song Y, Yang X, Cui L, Hou X, Shen Z, Xu Y. Defect features and mechanical properties of friction stir lap welded dissimilar AA2024-AA7075 aluminum alloy sheets. Materials and Design 2014;55:9-18.

Safarbali B, Shamanian M, Eslami A. Effect of post-weld heat treatment on joint properties of dissimilar friction stir welded 2024-T4 and 7075-T6 aluminum alloys. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2018;28(7):1287-97.

Chen Y, Li H, Wang X, Ding H, Zhang F. A comparative investigation on conventional and stationary shoulder friction stir welding of Al-7075 butt-lap structure. Metals 2019;9(12):1264.

Ni Y, Fu L, Shen Z, Liu XC. Role of tool design on thermal cycling and mechanical properties of a highspeed micro friction stir welded 7075-T6 aluminum alloy. Journal of Manufacturing Processes 2019;48:145-53.

Zhang C, Huang G, Zhang D, Sun Z, Liu Q. Microstructure and mechanical properties in dissimilar friction stir welded AA2024/7075 joints at high heat input: effect of post-weld heat treatment. Journal of Materials Research and Technology2020;9(6):14771-82.

Padmanaban G, Balasubramanian V. Selection of FSW tool pin profile, shoulder diameter and material for joining AZ31B magnesium alloy-An experimental approach. Materials & Design 2009;30(7):2647-56.

Sivaraj P, Kanagarajan D. Balasubramanian V. Effect of post weld heat treatment on tensile properties and microstructure characteristics of friction stir welded armour grade AA7075-T651 aluminium alloy. Defence Technology 2014;10(1):1-8.

Vetrivel SM, Giridharan K, Peter PD, Chakravarthi G, Stalin B, Alagar K, Manoj KP, Murugesan B. Microstructural and mechanical behaviors of friction stir welded dissimilar AA6082-AA7075 joints. Advances in Materials Science and Engineering 2021:4113895.

Pushpanath DP, Balamuruga KG, Mahadevan K. Investigation on the change effected by the tool type on the hardness of friction stir processed AA6063 aluminium alloy. Journal of Applied Sciences 2012;12(10):1067-70.