การพัฒนาอุปกรณ์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนสำหรับงานท่ออลูมิเนียม
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การเชื่อมเสียดทานแบบกวนงานท่อในปัจจุบัน เป็นงานที่ท้าทายความสามารถด้านการสร้างอุปกรณ์สำหรับการเชื่อมเฉพาะทางนี้มาก เพราะมักเกิดปัญหาได้หลายประการ เช่น การสัมผัสของเครื่องมือที่น้อยลงเนื่องจากรูปทรงที่โค้งมนของผิวงานท่อ การจัดเตรียมสำหรับการจับยึดท่อ อุปกรณ์เสริมการเชื่อมท่อ เป็นต้น ดังนั้นงานวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างอุปกรณ์สำหรับการเชื่อมเสียดทานแบบกวนสำหรับงานท่อ และทดสอบประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนทรงกระบอก ที่จะช่วยแก้ไขปัญหาในการเชื่อมท่อได้ และทำให้รอยเชื่อมมีคุณภาพที่สูงขึ้น อุปกรณ์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนงานท่อ ส่งกำลังด้วยมอเตอร์ที่ต่อเข้ากับหัวจับยึด สามารถควบคุมปัจจัยในการเชื่อม คือ ความเร็วเดินเชื่อม (มิลลิเมตรต่อนาที) และเครื่องกัดแนวตั้งสำหรับการจัดวางอุปกรณ์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนวัสดุงานท่อบนโต๊ะงาน สามารถควบคุมปัจจัยในการเชื่อม คือ ความเร็วหมุนเชื่อม (รอบต่อนาที) โดยชิ้นส่วนที่สำคัญของอุปกรณ์แบ่งออกเป็น 4 ส่วนหลักคือ ส่วนควบคุมความเร็วเดินเชื่อม ส่วนหัวแบ่งติดตั้งเข้ากับโต๊ะงานเครื่องกัดแนวตั้ง ส่วนรองรับแรงกดงานเชื่อม และส่วนยันศูนย์ท้ายแท่น การทดสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนงานท่อ จะใช้วัสดุท่ออลูมิเนียมเกรด 6063 มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางนอก 50.80 มิลลิเมตร และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใน 38.80 มิลลิเมตร ความหนาของท่อ 6 มิลลิเมตร ใช้ความเร็วหมุนเชื่อม 1 ระดับ คือ 710 รอบต่อนาที และความเร็วเดินเชื่อม 3 ระดับ คือ 1.5 2.5 และ 3.5 มิลลิเมตรต่อนาที เครื่องมือเชื่อมใช้หัวพินทรงกระบอกเกลียวหมุนขวา ระยะพิตซ์ 0.8 มิลลิเมตร ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มิลลิเมตร ความยาวของหัวพิน 4.8 มิลลิเมตร และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของบ่ากวน 20 มิลลิเมตร ผลการทดสอบพบว่า อุปกรณ์สำหรับการเชื่อมเสียดทานแบบกวนสำหรับงานท่อสามารถเชื่อมชิ้นงานท่อได้ตามวัตถุประสงค์ โครงสร้างจุลภาคเกิดการบิดเบี้ยวของเกรนด้วยรูปแบบที่อิสระต่อกันซึ่งเป็นผลมาจากการแพร่กระจายของความร้อนที่เกิดจากการเสียดทานในเนื้อชิ้นงาน พบข้อบกพร่องในรอยเชื่อมที่บริเวณแนวกวน สภาวะการเชื่อมเสียดทานแบบกวนที่ใช้ความเร็วหมุนเชื่อมที่ 710 รอบต่อนาที ความเร็วเดินเชื่อมที่ 2.5 มิลลิเมตรต่อนาที มีค่าความแข็งแรงดึงเฉลี่ยมากที่สุด คือ 149.65 MPa และความแข็งของรอยเชื่อมที่ความเร็วหมุนเชื่อม 710 รอบต่อนาที ความเร็วเดินเชื่อม 2.5 มิลลิเมตรต่อนาที มีค่าความแข็งสูงสุดในบริเวณที่แนวกวนซึ่งมีความแข็งเท่ากับ 52.9 HV
Article Details
เอกสารอ้างอิง
ธีรภัทร์ ยามานนท์. (2558). ปัจจัยความเร็วรอบและความเร็วการเดินเชื่อมของโลหะอลูมิเนียมผสม 6061-T6 ในการเชื่อมแบบหมุนเสียดทาน [วิทยานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์]. TU Digital Collections. https://10.14457/TU.the.2015.1309
วรพงค์ บุญช่วยแทน. (2567). อุปกรณ์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนวัสดุงานท่อ (คำขออนุสิทธิบัตร เลขที่ 2403001645). กรมทรัพย์สินทางปัญญา.
Chen, B., Chen, K., Hao, W., Liang, Z., Yao, J., Zhang, L., & Shan, A. (2015). Friction stir welding of small-dimension Al3003 and pure Cu pipes. Journal of Materials Processing Technology, 223, 48–57. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2015.03.044
Doos, Q. M., & Abdul Wahab, B. (2012). Experimental study of friction stir welding of 6061-T6 aluminum pipe. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 1(3), 143–156. https://www.ijmerr.com/show-121-276-1.html
Hattingh, D. G., Von Welligh, L. G., Bernard, D., Susmel, L., Tovo, R., & James, M. N. (2016). Semiautomatic friction stir welding of 38 mm OD 6082-T6 aluminium tubes. Journal of Materials Processing Technology, 238, 255–266. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.07.027
Ismail, A., Awang, M., Samsudin, H. S., Rojan, A. M., & Jasri, M. (2016). The hardness variation due to secondary heating in friction stir welding of small diameter aluminum alloy 6063 pipe. In J. P. Davim (Ed.), Machining, joining and modifications of advanced materials (pp. 143–152). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-981-10-1082-8_13
Jain, R., Kumari, K., Kesharwani, R. K., Kumar, S., Pal, S. K., Singh, S. B., Panda, S. K., & Samantaray, A. K. (2015). Friction stir welding: Scope and recent development. In J. P. Davim (Ed.), Modern manufacturing engineering (pp. 145–171). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-20152-8_6
Jamshidi, A. H., & Falahati, N. M. (2017). Orbital friction stir lap welding in tubular parts of aluminium alloy AA5083. Science and Technology of Welding and Joining, 22(7), 562–572. https://doi.org/10.1080/13621718.2016.1275099
Lammlein, D. H., Gibson, B. T., DeLapp, D. R., Cox, C., Strauss, A. M., & Cook, G. E. (2012). The friction stir welding of small-diameter pipe: An experimental and numerical proof of concept for automation and manufacturing. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 226(3), 383–398. https://doi.org/10.1177/0954405411402767
Na, S. J., & Lee, H. J. (1996). A study on parameter optimization in the circumferential GTA welding of aluminium pipes using a semi-analytical finite-element method. Journal of Materials Processing Technology, 92–93, 405–409. https://doi.org/10.1016/0924-0136(95)02052-7
Suresh, G., Suman, K. D., Acharyya, S. K., & Sanyal, D. (2023). Friction stir welding of industrial grade AISI 316L and P91 steel pipes: A comparative investigation based on mechanical and metallurgical properties. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 201, Article 104865. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2022.104865
