ครั้งที่ 11 อิทธิพลของกระแสเช...

การประชุมวิชาการแหงชาติ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร วิทยาเขตกําแพงแสน ครั้งที่ 11

อิทธิพลของกระแสเชื่อมที่มีผลตอความแข็งแรงดึงเฉือนของรอยตอเกยระหวางเหลก็กลา คารบอน SS400 และเหลก็กลาไรสนิม SUS304

Influence of Welding Current on Tensile Shear Strength of SS400 Carbon Steel and SUS304 Stainless Steel Lap Joint

อมรศักดิ์ มาใหญ1* อรรถกร จันทรชนะ1* เจษฎา แกววิชิตร1กิตติพงษ กิมะพงศ1

Amornsak Mayai1* Atthakorn Chanchana1 Jesada Kaewwichit1 Kittipong Kimapong1

บทคัดยอ

บทความนี้ทําการศึกษาอิทธิพลของกระแสเชื่อมที่มีผลตอความแข็งแรงเฉือนของรอยตอเกยระหวาง

เหล็กกลาไรสนิม SUS304 และเหล็กกลาคารบอน SS400 รอยตอเกยที่ไดจากการเชื่อมดวยกระแสที่กําหนดถูก

นําไปทําการทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือน ความแข็ง และการตรวจสอบโครงสรางจุลภาค เพื่อทําการ

เปรียบเทียบหาตัวแปรกระแสเชื่อมที่เหมาะสม ผลการทดลองโดยสรุปมีดังนี้กระแสเชื่อมท่ีเพิ่มขึ้นสงผลตอความ

ความแข็งแรงดึงเฉือนของรอยตอเกย และแสดงคาความแข็งแรงดึงเฉือนสูงสุดเทากับ 15,570 N เมื่อเชื่อมรอยตอ

ดวยกระแสเชื่อม 100 A ชิ้นทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือนแสดงการเพิ่มมุมบิดเมื่อกระแสเชื่อมเพิ่มขึ้นซึ่งแสดงถึง

การเพิ่มความแข็งแรงของรอยตอ ระยะหางระหวางแขนเดนไดรททุติยภูมิเพิ่มขึ้นเมื่อกระแสเชื่อมเพิ่มขึ้น และ

สงผลทําใหรอยตอมีการบิดงอและยืดตัวเพิ่มขึ้นความแข็งของโลหะเชื่อมมีคาต่ํากวาขอบของโลหะเชื่อมและ

โลหะฐาน และบงชี้ใหทราบถึงจุดเริ่มตนในการบิดของชิ้นทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือนกอนการพังทลายดวยแรง

ดึงเฉือน

ABSTRACT

Aim of the research work was to study influence of welding current ontensile shear strength of

SUS304 stainless steel and SS400 carbon steel lap joint.Lap joints that were welded by given welding

currents were investigated by tensile shear strength, hardness and microstructure to optimize the

welding current. The summarized results are as following. Increase of welding current affected to

increase tensile shear strength of lap joint and showed maximum tensile shear strength of 15,570 N at

a welding current of 100 A.Tensile shear testing specimen showed an increase of the bending angle

when the welding current was increased and resulted to increase the tensile shear strength of the lap

joint.Weld metal microstructure showed that secondary dendrite arm spacing was increased when

the welding current was increased and resulted to increase the bending angle and the displacement

1ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี ปทุมธานี 12100 1Department of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology Pathumthani 12110

1311


of the lap joint.Hardness of weld metal was lower than that of boundary between base metal and weld

metal and implied to initiate the bending of the testing specimen and resulted to be failed.

E-mail address: [email protected]

คํานํา

อุตสาหกรรมการผลิตน้ําตาลเปนอุตสาหกรรมแปรรูปสินคาเกษตรสําคัญที่มีสวนชวยในการพัฒนา

ประเทศ กระบวนการผลิตอาจประกอบดวยดวยขั้นตอนการผลิตสําคัญ คือ การแปรรูปดวยวิธีการทางกล เชน

การตัด การสับ หรือการบีบอัด เปนตน และวิธีการทางเคมีอื่นๆ เพื่อใหไดน้ําตาลทรายในการปอนสูผูบริโภคทั้งใน

และนอกประเทศในปริมาณสูงตอป (สํานักงานคณะกรรมการออยและน้ําตาล, 2557) ในการผลิตน้ําตาล

โรงงานผลิตน้ําตาลจําเปนตองมีเครื่องจักร และโครงสรางพื้นฐานตางๆ ที่แข็งแรงและทนทาน สามารถทําให

กระบวนการผลิตสามารถปฏิบัติการไดตลอดทั้งป หรือยาวนานที่สุดเชน สวนของสายพานหรือรางเล่ือน สําหรับ

ลําเลียงออยเขาสูกระบวนการตัดออย ลูกหีบ และเตาอบไอน้ําจําเปนตองใชวัสดุที่มีความทนทานตอการกัดกรอน

(Corrosion) และสึกกรอน (Wear) ซึ่งโดยทั่วไปวิศวกรมักออกแบบและนําเอาเหล็กกลาไรสนิมเขามาใชงานใน

สวนตางๆ เหลานี้ อยางไรก็ตามบริเวณโครงสรางที่รองรับน้ําหนักของสายพานลําเลียง หรือรางเลื่อนนั้นอาจไม

เหมาะสมในการออกแบบโครงสรางโดยการใชเหล็กกลาไรสนิมได เนื่องจากเหตุผลทางดานราคา ดวยเหตุนี้

วิศวกรจึงมักออกแบบใหโครงสรางรับน้ําหนักสายพานลําเลียง หรือรางเลื่อนนั้นผลิตขึ้นจากเหล็กคารบอนที่ใชทํา

โครงสรางทั่วไป ทําใหเกิดโครงสรางที่มีความยืดหยุน และสามารถนําขอดีของวัสดุแตละชนิดมาใชงานได

กวางขวางมากขึ้น (Sun and Karppi, 1996)

ถึงแมวาโครงสรางของวัสดุตางชนิด คือ เหล็กกลาไรสนิมและเหล็กกลาคารบอน มีขอดีในการออกแบบ

และการนําไปใชงาน แตขอเสียโครงสรางนี้ก็เปนปญหาที่นักวิจัยกําลังศึกษาและพัฒนาเพื่อใหเกิดประสิทธิภาพ

สูงสูงสุด กลาวคือ โครงสรางที่ประกอบดวยเหล็กชนิดนั้นเปนโครงสรางที่ยากตอการเชื่อมเขาดวยกัน เพราะวา

เหล็กทั้งสองมีสมบัติทางกล กายภาพ และเคมีที่แตกตาง ทําใหยากตอการทําใหเกิดแนวเชื่อมสมบูรณ (Branes

and Pashby, 2000) อยางไรก็ตามไดมีการทดลองที่ไดรายงานผลการการทดลองเชื่อมท่ีแสดงใหเห็นถึงความ

เปนไปไดในการเชื่อมเหล็กกลาและเหล็กกลาคารบอนเขาดวยกัน เชน การเชื่อมรอยตอชนระหวางเหล็ก กลา

คารบอน SS400 และเหล็กกลาไรสนิม430 ดวยการเชื่อมมิก(สุวัฒน ภูเภา และ กิตติพงษ กิมะพงศ, 2554)การ

เชื่อมรอยตอเหล็กกลาผสม 9Cr-1Mo เหล็กกลาไรสนิม 316L (Lee et al, 2007) การเชื่อมอารกโลหะแกสคลุม

เหล็กกลาไรสนิม 316L และโลหะผสม 800 (Sireeshaet al, 2000) หรือการเชื่อมมิกเหล็กกลาไรสนิม 403 และ

304L (Das at al, 2009) เปนตน โดยงานวิจัยเหลานี้กลาวถึงการศึกษาการเชื่อมรอยตอชนเปนหลัก เมื่อ

พิจารณาลักษณะโครงสรางของรางเลื่อนสําหรับการลําเลียงออย กากออย หรือผลิตภัณฑตางๆ ในกระบวนการ

ผลิตพบวารอยตอสวนใหญที่มีการใชงานในชิ้นสวนโครงสรางรางเลื่อนลําเลียงออยนั้นเปนลักษณะของรอยตอ

เกย ซึ่งเปนรอยตอที่มีความพิเศษกวาเมื่อเปรียบเทียบกับรอยตอชน กลาวคือ การเชื่อมรอยตอเกยมีความยาก

กวาการเชื่อมรอยตอชน เนื่องจาก ชางเชื่อมตองกระจายความรอนและโลหะเชื่อมเขาสูแผนเหล็กทั้งสองเทากัน

1312


การพังทลายเกิดจากการกระ ทําดวยแรงเฉือนโดยตรงซึ่งเปนลักษณะแรงที่วิกฤติกวาแรงดึงดังนั้นจึงเปนสิ่ง

สําคัญที่ควรพิจารณาเพื่อกาคาที่เหมาะสมเพื่อทําใหเกิดโครงสรางตางๆ เหลานี้ที่มีสมบัติตามตองการ

ดวยเหตุผลที่กลาวมา การศึกษาและพัฒนาเพื่อทําใหเกิดรอยตอเกยที่ไดจากการเชื่อมอารกโลหะแกส

คลุมที่ทําใหเกิดรอยตอที่มีความแข็งแรงสูง สามารถนําไปใชในอุตสาหกรรมการผลิตน้ําตาลตองมีการพัฒนา

อยางตอเนื่อง และพบวาการศึกษาอิทธิพลตัวแปรการเชื่อมอารกโลหะแกสคลุมที่มีผลตอสมบัติรอยตอเกย

เหล็กกลาคารบอนเกรด SS400กับเหล็กกลาไรสนิม SUS340 ซึ่งเปนรอยตอที่มีปริมาณการใชงานเพิ่มสูงขึ้นนั้นมี

ผลการศึกษาที่ผานการนําเสนอในปริมาณนอย ดังนั้นหากมีการศึกษาหาคาตัวแปรการเชื่อมท่ีเหมาะสมที่ทําให

เกิดสมบัติของรอยตอเกยมีประสิทธิภาพสูงสุดแลว คาดวาจะทําใหเกิดประโยชนในการพัฒนาอุตสาหกรรมการ

ผลิตน้ําตาลตอไป

อุปกรณและวิธีการ

วัสดุในการทดลองคือ เหล็กกลาคารบอน SS400 และเหล็กกลาไรสนิม SUS304 ที่มีสวนผสมทางเคมีดัง

แสดงใน Table1แผนชิ้นงานที่กําหนดถูกตัดใหมีรูปรางสี่เหลี่ยมผืนผาขนาดกวาง 100 มม.ยาว 200มม. หนา 3 มม.

แผนเหล็กถูกนํามาประกอบเปนรอยตอเกยโดยกําหนดใหเหล็กกลาไรสนิมวางเกยบนเหล็กกลาคารบอน 30 มม. ดัง

แสดงใน Figure1 (A)รอยตอเกยที่ถูกยึดแนนในอุปกรณการจับยึดที่ตําแหนงการเชื่อมดัง Figure1(A)ดวยการเชื่อม

อารกโลหะแกสคลุม (Gas metal arc welding : GMAW) ลักษณะในการเชื่อมแบบตอเนื่อง โดยการประยุกตเอาหัว

เชื่อมประกอบติดตั้งเขากับเครื่องตัดแกสแบบเสนตรงเพื่อทําการเชื่อมเปนแบบอัตโนมัติ และควบคุมความเร็วที่ใน

การเชื่อม วางชิ้นงานในตําแหนงทาราบโดยใชลวดเชื่อม AWS.A5.9 ER309L ขนาดเสนผาศูนยกลาง 1.2 มม. ที่มี

สวนผสมทางเคมีดังแสดงใน Table1ตัวแปรในการเชื่อมประกอบดวยกระแสเชื่อม 80-120 แอมแปร แกสคลุมคือ แกส

ผสม 95%Ar+5%He ความเร็วเดินแนวเชื่อม 200 มม./นาที

Table 1 Chemical properties of materials in the experiment

วัสดุ Chemical composition(wt%)

C Mn P S Si Cr Ni Mo

AISI 304 0.02 1.32 0.045 0.002 0.44 18.67 8.04 0.02

SS 400 0.05 0.2 0.007 0.009 0.01 0.05 0.017 0.02

ER309L 0.034 1.52 0.021 0.08 0.49 23.52 13.86 -

1313

Figu

ทดส

แสด

กึ่งก

ความ

กึ่งก

กระ

ไมโค

ตริก

ดังแส

น้ําห

Figu

inve

ure 1 Schema

ชิ้นงานที่

สอบความแข็ง

งใน Figure 1

ลางแนวเชื่อม

มแข็งแรงดึงเฉื

การตรวจ

ลางโลหะเชื่อม

ดาษทรายเบอ

ครเมตรบนผาส

15ml. และน้ํา

ชิ้นงานที่

สดงใน Figure

นักทดสอบ 30

ure 2 Cross

stigation loc

การประชุมวิ

atic of Lap jo

ผานการเชื่อม

แรงดึงเฉือน (

(B) อัตราการ

มที่ได ถูกตัดข

ฉือนถูกนํามาทํ

จสอบโครงสรา

ม ชิ้นงานเชื่อ

อร 150-2000

สักหลาดกอน

าสะอาดที่ระยะ

ผานการตรวจ

e 2 (C) ดวยก

00 กรัม และใช

section of w

ation and (C

ชาการแหงชาติ ม

oint welding:

มตอเกยแสดงด

(Tensile she

รเกิดความเครี

วางในทิศทาง

ทาํการวัดมุมบิ

างจุลภาคของ

มที่ไดถูกตัดข

0 ชิ้นทดสอ

นทําการกัดผิวห

ะเวลา5 วินาที

จสอบโครงสรา

การทดสอบคว

ชเวลากดแช 1

welded spec

) hardness m

มหาวิทยาลัยเกษต

(A) Dimensio

ดังใน Figure1

ar strength

รียด (Strain ra

งตั้งฉากกับทิ

บดิของชิ้นงานท

งชิ้นงานเชื่อม

วางทิศทางกา

อบที่ผานการ

หนาดวยสารล

ท ีเพื่อแสดงราย

งจุลภาคถูกนํ

วามแข็งแบบไม

10 วินาที

cimen (A), B

measurement

ตรศาสตร วิทยาเข

on of lap join

1 (A) ถูกนํา

testing) โด

ate) หรือความ

ศทางการเดิน

ทดสอบดังแสด

มไดกําหนดจุด

ารเชื่อมและทํ

ขัดหยาบถูกน

ละลายที่ประก

ยละเอียดของ

ามาทําการทด

มโครวิกเกอรส

Bending ang

t location.

ขตกําแพงแสน คร้ั

nt and (B) Ten

มาทําการทด

ยกําหนดใหชิ้

มเร็วในการดึง

นแนวเชื่อมชิ้น

ดงใน Figure2

ดตรวจสอบดัง

าการขึ้นรูปเย็

นําไปทําการขั

กอบดวยกรดไ

เฟสและเกรนบ

ดสอบความแข็

ส (Micro Vick

le measurem

ร้ังที่ 11

nsile shear s

สอบสมบัติทา

นงานมีรูปราง

งทดสอบ คือ 0

นทดสอบที่ผาน

2(A)

แสดงใน Figu

ย็นเพื่อการขัดข

ขัดมันดวยผงเ

ฮโดรคลอริค4

บริเวณโลหะเชื

ขง็ของโลหะเชื่

kers Hardnes

ment (B), mi

specimen.

างกล คือ การ

งและขนาดดัง

0.7 ม.ม./นาที

นการทดสอบ

ure2 (B)คือ

ขัดหยาบดวย

เพชรขนาด 1

45 ml.กรดไน

ชื่อม

อมที่ตําแหนง

ss Test) ดวย

icrostructure

น

1314

Figu

กระแ

เฉือน

ลดล

กระแ

กลา

คาเพิ

เทาก

คือ 2

13,7

Figu

ure 3 Relation

Figure 3

แสเชื่อม 80-1

น ของรอยตอ

งเทากับ 13,7

แสเชื่อมเปลี่ย

วคือ รอยตอเก

พิ่มขึ้นเมื่อกระ

กับ 35 องศา ซึ

28 และ 27 อง

700 N และ 13

ure 4 Fractur

Fil

Ld

(N)


n of failure lo

3 แสดงความส

10 A ที่ใชก

มีคาแนวโนมที

700N เมื่อกระ

ยนแปลงมีควา

กยมีการบิดงอ

ะแสเชื่อมเพิ่ม

ซึ่งแสดงความ

งศา เมื่อกระแ

3,600 N ตามล

e path and lo

10000

12000

14000

16000

18000

Failu

re L

oad

(N)


ผลและ

oad and weld

สัมพันธระหวา

การเชื่อมรอยต

ที่เพิ่มขึ้นเมื่อก

แสเชื่อมเพิ่มขึ้

ามสัมพันธโดย

อเสียรูปตามกา

มขึ้น ชิ้นทดสอ


แสเชื่อมเพิ่มขึ้

ลําดับ

ocation of ten

80


ะการวจิารณ

ding current o

างแรงสูงสุดขอ

ตอเกย ผลการ

กระแสเชื่อมเพิ

ขึ้นเปน 120A ก

ยตรงกับการเป

ารเพิ่มกระแสเ

อบมีการบิดง

ฉือน คือ 15,5

นเปน 110

nsile shear te

90 10

Welding C


ณผลการทดล

of the lap join

องการทดสอบ

รทดสอบพบวา

พิ่มขึ้นจาก 80

การเปลี่ยนแป

ปล่ียนแปลงรู

เชื่อมดังแสดงใ

งอของชิ้นงาน

70N นอกจาก

และ 120 องศ

esting specim

0 110

Current (A)


ลอง

nt.

บความแข็งแรง

าแรงดึงจากก

0-100A คือ 12

ปลงคาความแข

ปรางของชิ้นท

ใน Figure 3

นสูงสุดเมื่อใช

กนั้นการบิดงอ

ศา ที่แสดงคา

men.

120

4


งดึงเฉือนที่จุด

ารทดสอบคว

2,700-15,570

ข็งแรงเฉือนขอ

ทดสอบความ

การบิดงอของ

กระแสเชื่อมเ

อของชิ้นทดสอ

ความแข็งแรง

15.0

30.0

45.0

60.0

Bend

ing

angl

e (d

egre

e)

ดพังทลายและ

ามแข็งแรงดึง

0N และมีคา

องรอยตอเมื่อ

แข็งแรงเฉือน

งชิ้นทดสอบมี

เทากับ 100A

อบมีคาลดลง

งเฉือนที่ลดลง

น

A

1315

Figu

เชื่อม

Figu

(A) ซึ

สวน

ฉาก

ชิ้นท

เหล็ก

พบว

สวน

100

สวน

45 อ

Figu

Ty

(A

ure 5 Fractur

Figure

มดวยกระแสไ

ure 5 คือ รูปแ

ซึ่งเปนรูปแบบ

นใหญในการศึก

กับทิศทางการ

ทดสอบที่แสดง

กกลาไรสนิม

วาชิ้นทดสอบค

ที่ยืดขึ้นเมื่อเป

A เมื่อพิจารณ

นที่ทําใหเกิดกา

องศา กับแนวก

ure 6 Microst

ype I


A) Type I frac

re type of ten

4 แสดงตําแ

ฟ 80-120 รูป

แบบที่ 1 คือ กา

บการพังทลายข

กษาครั้งนี้ดังแ

รใหแรงดึงดังแ

งการพังทลาย

SUS304 เมื่อ

ความแข็งแรงดึ

ปรียบเทียบระห

ณาการพังทลา

ารยืดตัวสูงกอ

การใหแรงดึงเฉื

tructure at th


cture path

nsile shear te

แหนงการพังทล

ปแบบการพังท

ารพังทลายที่มี

ของชิ้นทดสอบ

แสดงใน Figur

แสดงใน Figur

ทั้งหมดเกิดกา

เทียบเคียงรูป

ดึงเฉือนแสดง

หวาง Figure 4

ยของชิ้นทดส

อนการพังทลา

ฉือนกับชิ้นทด

e interface


esting spece

ลายหรือฉีกขา

ทลายของชิ้นท

มีแนวการพังท

บที่แสดงความ

re 4 (A)(D) แ

re 5 (B) ซึ่งแส

ารพังทลายที่บ

ปแบบการพังท

งการยืดตัวเพิ่ม

4 (A) ที่เชื่อมด

อบที่แสดงคา

ย แนวการพัง

สอบ


(B)

men

าดของชิ้นทดส

ทดสอบที่ไดสา

ทลายตั้งฉากกั

มแข็งแรงเฉือน

และ (E) และรูป

สดงความแข็งแ

บริเวณโลหะเชื

ทลายกับความ

มขึ้นเมื่อกระแ

ดวยกระแส 80

ความแข็งแรง

ทลายคลายกั


) Type II frac

สอบความแข็ง

ามารถแบงออ

ับทิศทางการใ

นต่ําและเปนก

ปแบบที่ 2 คือ

แรงเฉือนสูงกว

ชื่อมคอนไปที่ต


แสเชื่อมเพิ่มขึ้น

0 A และ Figur

เฉือนต่ําสุดดัง

กับการพังทลา


cture path

งแรงเฉือนของ

กไดเปน 2 กล

ใหแรงดังแสดง

การพังทลายขอ

การพังทลาย

วาดังแสดงใน

ตําแหนงของโ

ฉือนดังแสดงใ

น ดังแสดงการ

re 4 (C) ที่เชือ่

งแสดงใน Figu

ยเนื่องจากกา

งรอยตอเกยที่

ลุมดังแสดงใน

งใน Figure 5

องชิ้นทดสอบ

ยที่ไมทํามุมตั้ง

Figure 4 (C)

ลหะฐานดาน

น Figure 3

รเปรียบเทียบ

อมดวยกระแส

ure 4 (C) พบ

ารเฉือนทํามุม

Type II

น

น

1316


Figure 7 Measuring dendrite sprites.

ความสัมพันธระหวางการยืดตัวของชิ้นทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือนดังแสดงใน Figure 3 และ 4 กับ

ความแข็งแรงดึงเฉือนมีความสัมพันธโดยตรงกับโครงสรางจุลภาคของโลหะเชื่อมบริเวณตําแหนงการพังทลายที่

แสดงดวยหมายเลข I ใน Figure 2 (B) พบโครงสรางจุลภาคที่มีลักษณะดัง Figure 6 โครงสรางจุลภาคของโลหะ

เชื่อมทุกกระแสเชื่อมแสดงการกอตัวของโครงสรางเดนไดรทพื้นที่สีขาวของโครงสรางจุลภาคแสดงพื้นโลหะเดน

ไดรทและพื้นที่สีดําแสดงพื้นที่แบงแยกเดนไดรท กระแสเชื่อมท่ีเปล่ียนแปลงสงผลตอการกระจายตัวของพื้นที่สีดํา

ในโลหะเชื่อม นอกจากนั้นขนาดของเดนไดรทมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อกระแสเชื่อมเปลี่ยนแปลง ทําการวัดขนาด

ระยะหางระหวางแขนเดนไดรททุติยภูมิ (Secondary dendrite arm spacing: SDAS) พบวากระแสที่เพิ่มขึ้นจาก

80-100A สงผลทําใหระยะหางระหวางแขนเดนไดรททุติยภูมิเพิ่มขึ้น และลดลงเล็กนอยเมื่อกระแสเชื่อมเพิ่มขึ้น

เปน 110-120A ดังแสดงใน Figure 7 การเพิ่มระยะหางระหวางแขนเดนไดรททุติยภูมิที่ไดนี้เปนสาเหตุทําใหคา

การยืดตัวของชิ้นทดสอบความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเมื่อกระแสเชื่อมเพิ่มขึ้นดัง Figure 4 และมุมการบิดของชิ้นทดสอบ

ที่เพิ่มขึ้นดัง Figure 3 การเพิ่มขึ้นของระยะหางระหวางแขนเดนไดรททุติยภูมิสงผลทําใหความสามารถในการยืด

ตัวของชิ้นทดสอบเพิ่มขึ้น (Askeland and Phule, 2006)

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

80A 90A 100A 110A 120A

Seco

ndar

y de

ndrit

arm

spa

cing

(um

)

Welding current (A)

1317


120

140

160

180

200

220

240

Fusionline SUS304 Weld metal Fusionline SS400

Hard

ness

(HV)

8OA 100A

Figure 8 Hardness testing of welds.

Figure 8 แสดงการเปรียบเทียบความแข็งของชิ้นทดสอบที่เชื่อมดวยกระแสเชื่อม 80A และ 100 A ซึ่ง

เปนชิ้นทดสอบที่แสดงความแข็งแรงดึงเฉือนสูงสุดในการทดลองนี้ผลการทดลองพบวาคาความแข็งของชิ้น

ทดสอบที่บริเวณขอบของโลหะเชื่อมและโลหะฐาน SUS304 และบริเวณขอบของโลหะเชื่อมและโลหะฐาน

SS400 มีคาสูงกวาโลหะเชื่อมบริเวณที่แสดงแนวการพังทลายในชิ้นทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือน ความแข็งที่ต่ํา

กวาของโลหะเชื่อมเมื่อเปรียบเทียบขอบของโลหะเชื่อมและโลหะฐานนี้เปนสาเหตุใหชิ้นทดสอบแรงดึงเฉือนเกิด

การบิดตัวงาย และเปนสาเหตุหลักที่ทําใหชิ้นงานเกิดการเริ่มตนการพังทลายซึ่งคาดวาการพังทลายเกิดจากกลไก

การบิดทําใหชิ้นงานเสียรูปยืดตัวออกและเปลี่ยนรูปเนื่องจากแรงดึงเฉือนจนกระทั่งเกิดการพังทลายออกจากกัน

ของโลหะเชื่อม อยางไรก็ตามกลไกการเกิดการพังทลายนี้ไมไดรับการพิสูจนในการทดลองนี้ และควรมีการศึกษา

ตอไปเพื่อเขาใจกลไกการพังทลายของชิ้นทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือนของรอยตอเกยระหวางเหล็กกลาไรสนิม

และเหล็กกลาคารบอนที่ทําการเชื่อมดวยกระแสเชื่อมตางๆ ตอไป

สรุปผลการทดลอง

บทความนี้ทําการศึกษาอิทธิพลของกระแสเชื่อมที่มีผลตอความแข็งแรงเฉือนของรอยตอเกยระหวาง

เหล็กกลาไรสนิม SUS304 และเหล็กกลาคารบอน SS400 รอยตอเกยที่ไดจากการเชื่อมถูกนําไปทําการทดสอบ

ความแข็งแรงดึงเฉือน ความแข็ง และการตรวจสอบโครงสรางจุลภาค เพื่อทําการเปรียบเทียบหาตัวแปรกระแส

เชื่อมที่เหมาะสม ผลการทดลองโดยสรุปมีดังนี้

1.กระแสเชื่อมที่เพิ่มขึ้นสงผลตอความความแข็งแรงดึงเฉือนของรอยตอเกย และแสดงคาแรงดึงสูงสุด

จากการทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือนเทากับ 15,570 N เมื่อเชื่อมรอยตอดวยกระแสเชื่อม 100 A

2. ชิ้นทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือนแสดงการเพิ่มมุมบิดเมื่อกระแสเชื่อมเพิ่มขึ้นซึ่งแสดงถึงการเพิ่ม

ความแข็งแรงของรอยตอ

1318


3. ระยะหางระหวางแขนเดนไดรททุติยภูมิเพิ่มขึ้นเมื่อกระแสเชื่อมเพิ่มขึ้น และสงผลทําใหรอยตอมีการ

บิดงอและยืดตัวเพิ่มขึ้น

4. ความแข็งของโลหะเชื่อมมีคาต่ํากวาขอบของโลหะเชื่อมและโลหะฐาน และบงชี้ใหทราบถึงจุดเริ่มตน

ในการบิดของชิ้นทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือนกอนการพังทลายดวยแรงดึงเฉือน

5. บทความนี้แสดงอิทธิพลของกระแสที่มีผลตอความแข็งแรงดึงเฉือนของแนวเชื่อม สวนอัตราเร็วการ

เชื่อมผูวิจัยจะทําการศึกษาตอไปในอนาคต

6. ในบทความวิจัยนี้การใชงานจริงสถานประกอบการสามารถเลือกกระแสเชื่อมท่ี 100 แอมแปร ซึ่งให

คาแรงดึงสูงสุดไปใชสถานประกอบการ

กิตติกรรมประกาศ

คณะผูวิจัยขอขอบคุณ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรีไดสนับสนุนทุนวิจัย 2557 คณาจารยและ

เจาหนาที่ โปรแกรมวิชาชางโลหะ สาขาวิชาวิศวกรรมอุตสาหการ และสาขาวิชาวิศวกรรมวัสดุ คณะ

วิศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน ศูนยกลางนครราชสีมา ที่ให

คําแนะนําความอนุเคราะหในการใชอุปกรณและสถานที่ ในการจัดทํางานวิจัยนี้

เอกสารอางองิ

กิตติพงษ กิมะพงศ, ศิริชัย ตอสกุล, อนินท มมีนต, นรพร กล่ันประชา. 2550. วัสดุวิศวกรรม. กรุงเทพฯ : เซน

เกจเลินนิ่ง.

สุวัฒนภูเภา และ กิตติพงษ กิมะพงศ. 2554. อิทธิพลกระแสไฟฟาการเชื่อมมิกที่มีผลตอสมบัติรอยตอชน

เหล็กกลา SS400 และเหล็กกลาไรสนิมเฟอริติค 430. การประชุมขายงานวิศวกรรมอุตสาหกรรม

ประจําป 2554 20-21 ตุลาคม 2554 โรงแรมแอมบาสเดอรซิตี้ จอมเทียนพัทยา จ.ชลบุรี

สํานักงานคณะกรรมการออยและน้ําตาล, http://www.ocsb.go.th, 27 ตุลาคม 2557.

Askeland, D.R. and P.P. Phule. 2006. Science and Engineering of Materials. Singapore. Cengage

Learning.

Branes, T.A. and Pashyby, I.R. 2000. Joining Techniques for Aluminum Spaceframes used in

Automobiles Part I-Solid and Liquid Phase Welding. J. of Materials Processing Technology. 99:

62-71.

Das, C.R., Bhaduri, A.K., Srinivasan, G., Shankar, V., Mathew, S. 2009. Selection of filler wire for and

effect of auto tempering onthe mechanical properties of dissimilar metal joint between403 and

304L(N) stainless steels. journal of materials processing technology 209 :1428–1435.

Jaewon Lee, KamramAsim, Jwo Pan. 2011. Modeling of failure mode of laser welds in lap-shear

specimens of HSLA steel sheets.78 : 374-396.

1319


Jian Lin, Ninshu Ma, Yongping Lei, Hurakawa. 2013. Shear strength of CMT brazed lap joints

between aluminum and zinc-coated steel. 213 : 1303-1310.

Lee, H.Y. Lee, S.H.,Kim, J.B. and Lee, J.H. 2007. Creep–fatigue damage for a structure with dissimilar

metal welds of modified 9Cr–1Mo steel and 316L stainless steel. International Journal of

Fatigue 29 : 1868–1879.

M. Fazel-Najafabadi et al. 2011. Dissimilar lap joining of 304 stainless steel to CP-Ti employing friction

stir welding. Materials & Design 32 :1824–1832.

Su, Y. and Hua, X. 2013. Effect of input current modes on intermetallic layer and mechanical property

of aluminum-steel lap joint obtained by gas metal arc welding. 578 : 340-345.

Sun, Z. and Karppi, R. 1996. The Application of Electron Beam Welding for the Joining of Dissimilar

Metals: An OverviewJ. of Materials Processing Technology 59 : 257-267.

Sireesha, M., Shankar, V., Shaju K., Albert, B, Sundaresan, S. 2000. Microstructural features of

dissimilar welds between 316L Naustenitic stainless steel and alloy 800. Materials Science and

Engineering A292 : 74–82.

1320

ครั้งที่ 11 อิทธิพลของกระแสเช...

Documents