Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ đến độ bền kéo mối hàn ma sát khuấy ống trụ hợp kim nhôm AA6061

Chia sẻ: Dạ Thiên Lăng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo "Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ đến độ bền kéo mối hàn ma sát khuấy ống trụ hợp kim nhôm AA6061", tiến hành thực nghiệm hàn ma sát khuấy (FSW) trên mô hình ống trụ nhôm hợp kim AA6061. Hai đoạn ống nhôm cần hàn giáp mí có cùng kích thước đường kính ngoài φ100mm, dày 5mm, chiều dài 40mm được gia công mặt đầu phẳng và gá trên trục gá được thiết kế đảm bảo độ cứng vững, đồng tâm và được định vị mặt trong kẹp chặt hai đoạn bằng đai ốc, trục gá được lắp trên hệ thống truyền dẫn vô cấp với các mức tốc độ xác định khác nhau. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ đến độ bền kéo mối hàn ma sát khuấy ống trụ hợp kim nhôm AA6061

297 353 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO MỐI HÀN MA SÁT KHUẤY ỐNG TRỤ HỢP KIM NHÔM AA6061 Nguyễn Hoàng Lĩnh1 ,*và Nguyễn Văn Vũ2 1 NCS Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG TP.HCM 2 Khoa Cơ khí, Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng *Email: nhlinh@pdu.edu.vn Tóm tắt. Trong bài báo này, tiến hành thực nghiệm hàn ma sát khuấy (FSW) trên mô hình ống trụ nhôm hợp kim AA6061. Hai đoạn ống nhôm cần hàn giáp mí có cùng kích thước đường kính ngoài φ100mm, dày 5mm, chiều dài 40mm được gia công mặt đầu phẳng và gá trên trục gá được thiết kế đảm bảo độ cứng vững, đồng tâm và được định vị mặt trong kẹp chặt hai đoạn bằng đai ốc, trục gá được lắp trên hệ thống truyền dẫn vô cấp với các mức tốc độ xác định khác nhau. Bằng phép quy hoạch thực nghiệm thiết lập quan hệ giữa các thông số công nghệ (tốc độ quay, tốc độ hàn và bán kính vai dụng cụ), từ đó tối ưu các thông số công nghệ nhằm đạt được chất lượng mối hàn tốt nhất. Từ khóa: Hàn ma sát khuấy, ống trụ nhôm, độ bền kéo mối hàn, quy hoạch thực nghiệm. 1. Mở đầu Nhôm và hợp kim nhôm là một trong những kim loại phổ biến và được sử dụng trong các ngành hàng không vũ trụ, công nghiệp ô tô, đường sắt, đóng tàu, điện, xây dựng…[1]. Hợp kim nhôm nhóm AA6xxx được dùng khá phổ biến trong ngành hàng không vũ trụ, làm giảm đáng kể trọng lượng mà vẫn đảm bảo độ bền cao, tiết kiệm khá nhiều nhiên liệu khi vận hành [2]. Khi sử dụng hợp kim nhôm để hàn bằng các phương pháp hàn nóng chảy là rất khó khăn, ví dụ như trong ngành công nghiệp hàng không, khi hàn hồ quang plasma với tỉ lệ khuyết tật cao, còn hàn ma sát khuấy (Friction Stir Welding – FSW) đã giảm tỉ lệ khuyết tật này xuống gần như bằng không [3]. Vì vậy, cần phát triển công nghệ hàn FSW để khắc phục nhược điểm trên và nâng cao độ bền tại mối hàn là rất cần thiết. Vào năm 1991, Viện hàn TWI (Vương Quốc Anh) đã phát minh ra một công nghệ hàn mới, đó là hàn ma sát khuấy [4]. Đây là quá trình hàn ở trạng thái rắn (không nóng chảy) nhờ nhiệt ma sát và ứng dụng chủ yếu cho vật liệu kim loại màu đặc biệt là nhôm và hợp kim nhôm [5]. FSW được coi là công nghệ xanh cho hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường mà không tạo hồ quang và khói hàn, không yêu cầu các loại phụ khí che chắn, không cần sử dụng kim loại que hàn để điền đầy mối hàn, ít biến dạng và không nứt. Nguyên lý cơ bản của phương pháp hàn này là: dùng một dụng cụ hàn vừa xoay vừa tịnh tiến xuống tiếp xúc với bề mặt vật hàn (ống nhôm) nhằm tạo nguồn nhiệt cần thiết ban đầu, kế tiếp là đi xuyên vào vật hàn (chiều sâu bằng với chiều sâu ngấu) tạo những thay đổi về tổ chức vật liệu làm cho quá trình biến dạng dẻo mãnh liệt ở vùng khuấy, sau đó di chuyển dọc theo hướng hàn tạo thành mối hàn nối ống (Hình 1). Hình 1. Sơ đồ cấu tạo hàn ma sát khuấy trên ống nhôm
298 354 Nguyễn Hoàng Lĩnh và Nguyễn Văn Vũ Q. M. Doos, B. A. J. I. J. o. M. E. Wahab, and R. Research [6] đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của từng tham số (vòng quay của dụng cụ, tốc độ mối hàn) đến tính chất cơ học và vi cấu trúc của mối hàn. Kết quả cho thấy rằng mối hàn ống nhôm hợp kim (AA6061-T6) đạt chất lượng, tổ chức tế vi có cấu trúc hạt mịn, đạt độ bền kéo tối đa 61,7% và độ cứng thấp nhất của mối hàn luôn nằm trong vùng ảnh hưởng nhiệt. Mokhtar Awang, Hasan Fawad [7] sử dụng và cố định trên máy phay CNC Bridgeport 2216 để hàn ống nhôm hợp kim AA6063. Ống nhôm có đường kính 89 mm, chiều dày danh nghĩa 5mm, dụng cụ khuấy được làm bằng thép carbon. Kết quả nghiên cứu cho ra ứng suất thấp nhất là 104 MPa và cao nhất là 132 MPa. A M Khourshid và I Sabry [8] thử nghiệm hàn ma sát khấy dạng ống hợp kim nhôm 6063 được thực hiện bằng cách sử dụng trên máy khoan. Các tính chất cơ học của mối hàn đã được nghiên cứu bằng các xét nghiệm cơ học khác nhau bao gồm kiểm tra độ bền kéo, độ cứng và cấu trúc tế vi. Qua đó họ đã trình bày việc tối ưu hóa và cũng nhấn mạnh ảnh hưởng của cấu trúc tế vi và cơ thuộc tính của hàn ma sát khuấy trên ống hợp kim nhôm 6063. Peel M và cộng sự [9] đã nghiên cứu về tổ chức tế vi, tính chất cơ học và ứng suất dư trong mối hàn ma sát khuấy tấm nhôm AA5083. Nghiên cứu cho thấy rằng đặc tính của mối hàn chịu ảnh hưởng từ nhiệt cấp vào hơn là biến dạng cơ học bởi dụng cụ hàn. Kim loại kết tinh lại trong vùng hàn có độ cứng và giới hạn chảy thấp hơn so với kim loại mẫu, độ lớn của ứng suất dọc trục tăng lên khi tăng tốc độ hàn. Hàn ma sát khuấy ở Việt Nam là một công nghệ còn khá mới, trong thời gian gần đây bắt đầu có những nghiên cứu về công nghệ hàn này nhưng hiện tại chưa có nghiên cứu nào đi sâu về vấn đề hàn ma sát khuấy dạng ống trụ đường kính nhỏ. Nghiên cứu này sẽ đi chế tạo mối hàn ma sát khuấy và phân tích sự ảnh hưởng của các thông số hàn đến độ bền kéo đối với hợp kim nhôm 6061, từ đó lựa chọn thông số hàn hợp lý nhằm nâng cao độ bền của mối hàn. Đây là một trong những hợp kim rất khó hàn bằng phương pháp hàn nóng chảy truyền thống. Ở đây nhóm tác giả sẽ tiến hành nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ trong quá trình ứng dụng hàn ma sát khuấy trên ống trụ hợp kim nhôm 6061 có đường kính nhỏ gồm: tốc độ quay dụng cụ n (vòng/phút), tốc độ hàn v (mm/phút), bán kính vai của dụng cụ R 2 (mm). Với những kết quả đạt được trong bài báo, hy vọng rằng mối hàn này có thể thay thế cho các mối ghép đinh tán thường hay sử dụng trong việc chế tạo máy bay, tàu cao tốc khi sử dụng các hợp kim nhôm. 2. Đối tượng, vật liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng được nghiên cứu chủ yếu ở đây là ảnh hưởng của tốc độ quay dụng cụ, tốc độ hàn và bán kính vai của dụng cụ đến độ bền kéo mối hàn trong điều kiện hàn ma sát khuấy dạng ống trụ. 2.2. Vật liệu nghiên cứu Ống trụ hợp kim nhôm AA6061 với kích thước φ100x40x5 mm (2 đoạn ống) được sử dụng để nghiên cứu (Hình 2). Hình 2. Vật liệu nền hợp kim nhôm AA6061
299 Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ đến độ bền kéo mối hàn ma sát khuấy ống trụ hợp 355 kim nhôm AA6061 Thành phần hoá học và tính chất vật liệu của hợp kim nhôm AA6061 như ở Bảng 1, 2 [10] Bảng 1. Thành phần hoá học của hợp kim nhôm AA6061 [10] Nguyên tố Al Zn Mg Cu Si Fe Mn Cr Ti Thành phần (%) 97.6 0.02 0.9 0.28 0.62 0.33 0.06 0.17 0.02 Bảng 2. Tính chất vật liệu của hợp kim nhôm AA6061 [10] Thông số Độ bền Độ bền kéo Độ cứng Nhiệt độ nóng Modul đàn Hệ số chảy (MPa) (MPa) (VHN) chảy (0C) hồi (GPa) poisson Giá trị 302 334 105 580 70 - 80 0.33 2.3. Phương pháp nghiên cứu Để xác định các thông số công nghệ ảnh hưởng đến độ bền kéo mối hàn, xây dựng phương trình cân bằng nhiệt của quá trình hàn với các yêu cầu giống như mô hình thực nghiệm (Hình 3) [7, 11, 12]. Bên cạnh đó cần phải thí nghiệm trên mô hình thực tế, từ đó phân tích và đánh giá dữ liệu có được để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy. Hình 3. Sơ đồ mô hình hàn mẫu ống trụ hợp kim nhôm
300 356 Nguyễn Hoàng Lĩnh và Nguyễn Văn Vũ 3. Thực nghiệm 3.1. Thiết bị Nghiên cứu này thực hiện thí nghiệm hàn ma sát khuấy trên máy phay vạn năng ENSHURA2 tại xưởng trường Đại học Bách khoa - ĐHQG TpHCM (Hình 4). Hai đoạn ống nhôm cần hàn có cùng kích thước đường kính ngoài 100mm, dày 5mm, chiều dài 40mm được gia công mặt đầu phẳng và gá trên trục gá được thiết kế đảm bảo độ cứng vững, đồng tâm và được định vị mặt trong, kẹp chặt hai đoạn bằng đai ốc, trục gá này được lắp trên hệ thống truyền dẫn vô cấp, thay đổi theo nhiều tốc độ khác nhau [13]. Hình 4. Thiết bị, đồ gá và chi tiết thí nghiệm 3.2. Dụng cụ hàn Dụng cụ có đầu khuấy hình trụ, có ren (phải), chiều dài đầu khuấy thay đổi được, bán kính vai dụng cụ trong khoảng 5 đến 7 mm, đường kính vai φ14 mm đến φ30 mm như Hình 5. Hình 5. Bản vẽ chi tiết dụng cụ hàn Vật liệu làm dụng cụ: dụng cụ hàn được chế tạo theo bản vẽ thiết kế từ vật liệu thép làm khuôn (H13) hay còn gọi là SKD 61, có thành phần hoá học như Bảng 3 [14]. Bảng 3. Thành phần hóa học của thép dụng cụ làm khuôn (SKD61) [14] Loại thép Thành phần hóa học % Tiêu chuẩn Nhật AISI DIN C Si Mn Cr Mo V Fe SKD61 H13 2344 0.37 0.9 0.37 5.56 0.7 0.8 91.3
301 Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ đến độ bền kéo mối hàn ma sát khuấy ống trụ hợp 357 kim nhôm AA6061 3.3. Các thông số thực nghiệm Dựa trên các thông số phân tích và mô hình phương trình nhiệt đối với mô hình hàn ma sát khuấy ống nhôm hợp kim có kích thước nhỏ, thực nghiệm 3 thông số đầu vào là: tốc độ quay dụng cụ n (vòng/phút), tốc độ hàn v (mm/phút), bán kính vai của dụng cụ R 2 (mm). Trên cơ sở thiết kế mô hình đồ gá chi tiết ống trụ ở trên, tiến hành kiểm nghiệm và xác định lại miền giá trị thực tế 3 thông số đầu vào như Bảng 4 sau: Bảng 4. Khảo sát miền giá trị của hệ thống hàn trên ống trụ Tốc độ quay dụng cụ n (vòng/ph) 1000 v/ph – 2200 v/ph Tốc độ hàn v (mm/ph) 25 mm/ph – 125 mm/ph Bán kính vai dụng cụ R 2 (mm) 7-15 mm Tốc độ quay dụng cụ n (vòng phút): khi tiến hành thử nghiệm thì ở số vòng quay dưới 985 vòng/phút không sinh nhiệt tại mối hàn. Ở mức trên 2200 vòng/phút, mối hàn có hiện tượng quá nhiệt vật liệu hàn bị chảy lỏng và để đảm bảo nên miền giá trị tốc độ quay dụng cụ trong khoảng 1200 đến 1600 vòng/phút. Tốc độ hàn v (mm/phút): trong thiết kế mô hình thực nghiệm đã sử dụng bộ biến tần để điều khiển tốc độ động cơ, tốc độ hàn gồm 9 mức level. Tương ứng mỗi mức độ sẽ có tốc độ hàn khác nhau. Với 1-9 mức level sẽ tương ứng với 9 mức tốc độ và đầu ra của hệ thống là tốc độ hàn cho ống nhôm có đường kính ngoài 100 mm, từ 25 mm/phút – 125 mm/phút theo dãy cấp số cộng 12,5 mm/phút. Bán kính vai của dụng cụ R 2 (mm): dựa vào các công trình nghiên cứu cũng như thí nghiệm thử đã xác định được miền giá trị khảo sát của bán kính vai dụng cụ từ 7-15 mm với việc cố định độ lệch tâm D là 6 mm. 3.4. Phương pháp thực nghiệm Giới hạn bền kéo σ k được xem là hàm mục tiêu của mô hình toán. Sau khi thực nghiệm khảo sát miền giá trị trên sẽ đưa ra được miền giá trị giới hạn gồm 3 mức độ của 3 thông số. Tiến hành thực nghiệm đơn yếu tố để đánh giá sự ảnh hưởng đơn lẻ của mỗi thông số đến hàm mục tiêu. Sau đó tiến hành thực nghiệm đa yếu tố toàn phần, để đánh giá sự ảnh hưởng tổng thể của cả 3 yếu tố đến hàm mục tiêu, loại trừ sự ảnh hưởng ngẫu nhiên. Thực nghiệm được tiến hành qua 4 bước sau: Bước 1: Khảo sát miền giá trị tương ứng với thông số hiện có của hệ thống hàn (Bảng 4). Bước 2: Từ kết quả thực nghiệm thô rút ra được miền giá trị giới hạn để thực nghiệm đánh giá như Bảng 5. Bảng 5. Miền giá trị giới hạn Mức độ Thấp Cơ sở Cao Tốc độ quay dụng cụ n (v/ph) 1200 1400 1600 Tốc độ hàn v (mm/ph) 75 87,5 100 Bán kính vai dụng cụ R 2 (mm) 9 10 11 Bước 3: Chọn thông số tối ưu y (ứng suất kéo σ k ) và 3 yếu tố ảnh hưởng đến thông số tối ưu là: tốc độ quay n (vòng/phút) ký hiệu là x 1 , vận tốc hàn v (mm/phút) ký hiệu x 2 , bán kính vai dụng cụ R 2 (mm) ký hiệu x 3 . Bước 4: Chọn mô hình phương trình hồi quy bậc hai quay đều cho 3 nhấn tố (k=3), tiến hành quy hoạch thực nghiệm toàn phần Box-Wilson, số thí nghiệm cần thực hiện là n=20.
302 358 Nguyễn Hoàng Lĩnh và Nguyễn Văn Vũ 3.5. Kiểm tra độ bền kéo mối hàn Ống nhôm có đường kính ngoài φ100 mm sau khi hàn sẽ được cắt thành 4 phần. Sau đó, tại ví trí hàn mỗi phần được phay lõm để khi thử kéo vết đứt sẽ đi qua đường hàn, thông số mẫu thử kéo như Hình 6. Hình 6. Thông số mẫu thử kéo Diện tích mẫu thử kéo là diện tích hình vành khăn, được tính: S = π.r2.α/360 (1) Độ bền kéo: σ = F/S (2) Độ bền kéo đứt tiêu chuẩn là: 225 MPa. Các mẫu thử kéo được cắt ra từ các mối hàn và thử kéo đứt theo tiêu chuẩn TCVN 197: 2002 (có lệch so với tiêu chuẩn ASM) để kiểm tra ứng suất được thực hiện trên máy MALICET ET BLIN tại trường Đại học Bách khoa - ĐHQG TpHCM (Hình 7). Do hạn hẹp về thời gian nên tác giả chưa thực nghiệm để đưa ra mối quan hệ giữa lực kéo và biến dạng. Hình 7. Mẫu thử kéo, đồ gá kẹp thử ứng suất kéo và máy MALICET ET BLIN
303 Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ đến độ bền kéo mối hàn ma sát khuấy ống trụ hợp 359 kim nhôm AA6061 4. Quy hoạch thực nghiệm Thí nghiệm được tiến hành theo ma trận dạng Box-Wilson, đây là dạng quy hoạch thực nghiệm quay đều được sử dụng phổ biến trong thí nghiệm tối ưu hóa. Giá trị của các thông số đầu vào được lựa chọn phù hợp cho điều kiện hàn ma sát khuấy hợp kim nhôm và phù hợp với khả năng công nghệ của máy thí nghiệm. Giá trị tại các mức mã hóa của các biến thí nghiệm được thể hiện trong Bảng 6. Bảng 6. Bảng giá trị các nhân tố theo phương pháp quay đều Ký hiệu Mức giá trị Khoảng Nhân tố Tự Mã Mức Dưới Cơ sở Trên Mức thay đổi nhiên hóa -α -1 0 +1 +α Tốc độ quay, n x1 200 1064 1200 1400 1600 1736 v/ph Vận tốc hàn, v x2 12.5 66 75 87.5 100 109 mm/ph Bán kính vai, R2 x3 1 8.3 9 10 11 11.7 mm Ma trận thí nghiệm dạng Box-Wilson cho 3 biến thí nghiệm (n, v, R 2 ) ở dạng mã hoá của các thông số được lập bằng phần mềm Minitab và giá trị trung bình của các lần đo liên tiếp có kết quả như trong Bảng 7. Bảng 7. Ma trận thí nghiệm 3 nhân tố và kết quả thí nghiệm Kết quả No x0 x1 x2 x3 x1x2 x1x3 x2x3 x12 x22 x32 y(MPa) 1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 158.07 Số thí 2 +1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 153.63 nghiệm ở nhân 3 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 143.75 4 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 150 2k 5 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 154.95 6 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 154.745 7 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 149.74 8 +1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 153.39 9 +1 +1,682 0 0 0 0 0 2 2 0 0 Số thí 157.29 nghiệm 10 +1 -1,682 0 0 0 0 0 0 0 2 2 150.78 ở điểm sao (*) 11 +1 0 +1,682 0 0 0 0 0 2 2 0 155.73 12 +1 0 -1,682 0 0 0 0 0 2 2 0 147.92 13 +1 0 0 +1,682 0 0 0 0 0 2 2 151.82 14 +1 0 0 -1,682 0 0 0 0 0 2 2 149.48 15 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 160.68 Số thí nghiệm 16 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 161.53 ở tâm 17 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 163.3 qui 18 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 160.81 hoạch 19 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 161.115 20 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 162.795
304 360 Nguyễn Hoàng Lĩnh và Nguyễn Văn Vũ 5. Kết quả Từ kết quả trong Bảng 7, sử dụng phần mềm Minitab để xử lý số liệu, được kết quả phân tích mô hình hồi quy như Bảng 8. Bảng 8. Kết quả phân tích mô hình hồi quy Từ kết quả phân tích trong Bảng 8, tương ứng các thông số A, B, C lần lượt là n, v, R 2 , quan sát các giá trị trên cho thấy: Trong 3 thông số công nghệ: n, v, R 2 thì giá trị P của v là nhỏ nhất (0,001) sau đó đến giá trị P của n (0,489) và cuối cùng giá trị P của R 2 là cao nhất (0,674). Do vậy, bán kính vai có ảnh hưởng lớn nhất đến σ k (ứng suất kéo), tiếp theo là đến mức độ ảnh hưởng của tốc độ quay n và cuối cùng là ảnh hưởng của vận tốc hàn v. Tương tự, xét về sự ảnh hưởng tương tác giữa các thông số công nghệ đến σ k : tương tác giữa số vòng quay và vận tốc hàn (n*v) có ảnh hưởng lớn nhất. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng tương tác giữa các thông số công nghệ đến ứng suất kéo như Hình 8, Hình 9, Hình 10. Căn cứ vào giá trị hệ số hồi quy được phần mềm đưa ra cột (Coef) trong Bảng 8 cho hệ số tự do và hệ số của các thông số đầu vào được phương trình hồi quy liên hệ giữa 3 thông số công nghệ hàn n, v, R 2 và y (ứng suất kéo σ k ). y = 161.68 + 0.7 x1 + 4.64 x2 − 0.42 x3 + 5.14 x1x2 + (3) + 0,58 x13 + 4.02 x23 − 7.26 x1 − 9.47 x2 − 10.64 x3 2 2 2 Hình 8. Ảnh hưởng tương tác giữa n và v Hình 9. Ảnh hưởng tương tác giữa v và R 2
305 Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ đến độ bền kéo mối hàn ma sát khuấy ống trụ hợp 361 kim nhôm AA6061 Hình 10. Ảnh hưởng tương tác giữa n và R 2 Phương trình hồi quy (3) đã được kiểm tra tính thích hợp, cho thấy phù hợp để mô tả hiện tượng. Đồ thị biểu diễn từng yếu tố của thông số công nghệ với hàm mục tiêu nêu trên như Hình 11. Hình 11. Đồ thị xác định giá trị tối ưu của từng thông số công nghệ 6. Kết luận Mối hàn ma sát khuấy của ống trụ hợp kim nhôm AA6061 được chế tạo thành công và xác định được mối quan hệ ứng suất kéo trong điều kiện thực nghiệm của các thông số công nghệ (tốc độ quay n, vận tốc hàn v, bán kính vai dụng cụ R 2 ) với độ bền kéo cao nhất. Độ bền kéo đạt giá trị cao nhất σ k =162.4 MPa ứng với mối hàn có tốc độ quay 1450 v/ph, vận tốc hàn 93.5 mm/ph, bán kính vai 10 mm và đây là giá trị của các thông số gia công tốt nhất. Kết quả ứng suất kéo mối hàn đạt từ 63% đến 72% so với mẫu nguyên. Với kết quả đạt được như trên, hướng nghiên cứu tiếp theo cần kiểm tra tổ chức tế vi tại vùng tâm hàn, quan hệ giữa lực kéo và biến dạng để đánh giá chất lượng mối hàn tốt nhất. Có thể mở rộng trên mô hình lớn hơn, không chỉ là chi tiết ống trụ nhỏ rời rạc được hàn trên máy FSW cố định mà cần mở rộng ứng dụng trên các ống trụ cố định khác qua việc chế tạo hệ thống máy hàn ma sát di động. Lời cảm ơn Nhóm tác giả cảm ơn sự hổ trợ thiết bị thí nghiệm của Trường Đại học Bách khoa-ĐHQG TpHCM trong nghiên cứu.
306 362 Nguyễn Hoàng Lĩnh và Nguyễn Văn Vũ Tài liệu tham khảo [1] A. Amini, P. Asadi, P. J. A. i. f. s. w. Zolghadr, and W. P. processing, Friction stir welding applications in industry, (2014). [2] L. Han, M. Thornton, M. J. M. Shergold, and Design, A comparison of the mechanical behaviour of self-piercing riveted and resistance spot welded aluminium sheets for the automotive industry, vol. 31, no. 3, (2010), pp. 1457-1467. [3] D. Lohwasser and Z. Chen, Friction stir welding: From basics to applications. Elsevier, (2009). [4] W. Thomas, E. Nicholas, J. Needham, M. Murch, P. Templesmith, and C. J. I. p. a. n. P. G. Dawes, GB Patent application no. 9125978.8, (1991). [5] D. Rowe and W. Thomas, Advances in Tooling Materials for Friction Stir Welding,(Cedar Metals Ltd, TWI Cambridge), in Materials Congress–Disruptive Technologies for Light Metals, London, April, (2006). [6] Q. M. Doos, B. A. J. I. J. o. M. E. Wahab, and R. Research, Experimental study of friction stir welding of 6061-T6 aluminum pipe, vol. 1, no. 3, (2012), pp. 143-156. [7] S. Yuan, Z. Hu, X. J. M. S. Wang, and E. A, Evaluation of formability and material characteristics of aluminum alloy friction stir welded tube produced by a novel process, vol. 543, (2012), pp. 210-216. [8] A. Khourshid, I. J. I. J. o. M. E. Sabry, and R. Research, Friction stir welding study on aluminum pipe, vol. 2, no. 3, (2013), pp. 31-339. [9] A. Steuwer, M. Peel, P. Withers, T. Dickerson, Q. Shi, and H. J. J. o. N. R. Shercliff, Measurement and Prediction of Residual Stresses in Aluminium Friction Stir Welds, vol. 11, no. 4, (2003), pp. 267-272. [10] P. Sagar Patel and M. J. I. Mirani, A review-friction stir welding of AA6061 aluminum alloy using drilling machine, vol. 3, (2014), pp. 33-37. [11] R. S. Mishra, M. W. Mahoney, Y. Sato, Y. Hovanski, and R. Verma, Friction stir welding and processing VI. John Wiley & Sons, (2011). [12] H. Schmidt, J. Hattel, J. J. M. Wert, s. i. m. science, and engineering, An analytical model for the heat generation in friction stir welding, vol. 12, no. 1, (2003), p. 143. [13] W. J. G. P. A. N. Thomas, Friction Stir Butt Welding, International Patent Application No. PCT/GB92, (1991). [14] H. K. Rafi, G. J. Ram, G. Phanikumar, K. P. J. M. Rao, and Design, Microstructural evolution during friction surfacing of tool steel H13, vol. 32, no. 1, (2011), pp. 82-87.