การศึกษาคุณสมบัติของวัสดุต่างชนิดที่เชื่อมด้วยวิธีเสียดทาน

งานวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาคุณสมบัติของรอยเชื่อมวัสดุต่างชนิดที่เชื่อมด้วยวิธีเสียดทาน โดยใช้วัสดุต่างชนิด 4 ชนิด ได้แก่ มีเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ AISI 1015 เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง AISI 1040 เหล็กกล้าผสมต่ำ AISI 4140 และเหล็กกล้าไร้สนิม AISI 304 ที่เชื่อมด้วยวิธีเสียดทาน โดยจะเน้นศึกษาที่คุณสมบัติทางกลของรอยเชื่อมเป็นหลัก การศึกษาวิจัยนี้ดำเนินการโดยการนำชิ้นงานแต่ละชนิด ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 13 มิลลิเมตร ยาวชิ้นละ 100 มิลลิเมตร มาทำการทดลองเชื่อมด้วยความเสียดทานภายใต้เงื่อนไขการเชื่อม คือ แรงดันในการเสียดทาน (Friction Pressure) ที่ 183 MPa เวลาในการเสียดทาน (Friction time) ที่ 12 วินาที แรงดันในการเชื่อม (Upset Pressure) ที่ 428 MPa เวลาในการเชื่อม (Upset Time) ที่ 7 วินาที ความเร็วรอบในการหมุน (Rotational Speed) ที่ 1400 รอบต่อนาที
จากนั้นนำชิ้นงานมาทดสอบความแข็งแรงของรอยเชื่อม และทดสอบโครงสร้างจุลภาคของรอยเชื่อม โดยผลการทดสอบพบว่า โดยทั่วไปที่รอยเชื่อมมีค่าความต้านทานแรงดึงสูงขึ้นระหว่างร้อยละ 2.75 ถึงร้อยละ 47.56 เมื่อเทียบกับวัสดุเดิม ยกเว้นกรณีของเหล็ก AISI 1015 ที่เชื่อมกับเหล็ก AISI 4140 ซึ่งเหล็ก AISI มีความต้านทานแรงดึงลดลงร้อยละ 28.02%
นอกจากนี้ยังพบอีกว่า ที่บริเวณรอยเชื่อมมีค่าความแข็งเปลี่ยนแปลงไป ทั้งในทิศทางที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง โดยมีผลมาจากสาเหตุ 2 ประการ ได้แก่ ขนาดของเกรนที่ละเอียดขึ้นในบริเวณรอยเชื่อม และการเปลี่ยนแปลงของเฟสโลหะระหว่างเฟสเพิร์ลไลท์และเฟสเฟอร์ไลท์