อิทธิพลตัวแปรการเชื่อมแม็กต่อสมบัติของรอยต่อเกยเหล็กกล้า SPH590

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์ในการศึกษา การประยุกต์กระบวนการเชื่อมแม็กในการเชื่อมรอยต่อเกย เหล็กกล้า SPH590 ซึ่งเป็นรอยต่อและเหล็กกล้าที่มีการใช้งานแพร่หลายในการประกอบรถยนต์ ซึ่ง กระบวนการเชื่อมแม็กนี้สามารถทำให้ได้งานโครงสร้างที่มีความแข็งแรง ทำให้เกิดแนวเชื่อมคุณภาพสูง มีความเร็วในการเชื่อมสูง รอยต่อที่ผ่านการเชื่อมด้วยกระแสเชื่อมแตกต่างถูกนำมาทำการวิเคราะห์ความแข็งแรง เฉือน โครงสร้างมหภาค โครงสร้างจุลภาค เพื่อทำการวิเคราะห์และเปรียบเทียบในการหาค่ากระแสเชื่อมแม็ก ที่เหมาะสมในการเชื่อม เหล็กกล้า SPH590 ถูกใช้ทดลองในงานวิจัยนี้ แผ่นเหล็กกล้ารีดร้อนที่มีขนาดความหนา 2.9 และ 3.2 มิลลิเมตร ถูกทำการตัดให้มีรูปร่างสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดกว้าง 25 มิลลิเมตร และยาว 220 มิลลิเมตร ก่อนทำการ ประกอบเป็นรอยต่อเกย กำหนดให้แผ่นความหนา 3.2 มิลลิเมตรวางเกยบนแผ่นความหนา 2.9 มิลลิเมตร ที่ ระยะ 10 มิลลิเมตร รอยต่อเกยที่ยึดแน่นในอุปกรณ์จับยึดถูกทำการเชื่อมแม็กอัตโนมัติด้วยตัวแปรการเชื่อมที่ กำหนด คือ กระแสเชื่อม ตำแหน่งหัวเชื่อม และระยะห่างระหว่างแผ่นงาน ชิ้นงานที่ได้ถูกนำไปทำการศึกษา ความแข็งแรงเฉือน ความแข็ง และโครงสร้างจุลภาค ในการศึกษานี้ การเชื่อมรอยต่อเกยเหล็กกล้า SPH590 ที่กระแส 200 แอมแปร์ ทำให้เกิดรอยต่อเกย ที่มีความแข็งแรงเฉือนสูงสุด (649.38 MPa) โดยมีตำแหน่งการพังทลายส่วนใหญ่เกิดขึ้นในพื้นที่กระทบร้อน (Heat affected zone: HAZ) ที่ความเร็วเชื่อม 80 มิลลิเมตรต่อนาที กระแสที่สูงขึ้นทำให้การหลอมลึก (Penetration) เพิ่มมากขึ้น และเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดจุดบกพร่องในโลหะเชื่อม การเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง หัวเชื่อมแนวตั้งและแนวนอนไม่พบความแตกต่างที่สำคัญในผลการทดสอบความแข็งแรงเฉือน การวิเคราะห์ โครงสร้างจุลภาค พบว่ากระแสเชื่อมที่มีต่ำทำให้เกิดโครงสร้างเดนไดรต์ที่ละเอียดกว่า และก่อให้เกิดรอยต่อที่มี ความสมบูรณ์สูง ด้วยเหตุนี้การใช้กระแสเชื่อม 200 แอมแปร์ที่ความเร็ว 80 มิลลิเมตรต่อนาที จึงเป็นตัวแปร การเชื่อมที่แนะนำสำหรับการเชื่อมที่มีประสิทธิภาพด้วยจุดบกพร่องน้อยที่สุด ที่สามารถให้คำแนะนำในการใช้งานจริงสำหรับการประยุกต์ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม

This research aimed to investigate the application of the MAG welding process in joining lap joints of SPH590 steel, which is commonly used in automotive assembly. The MAG welding process can create robust structures and high-quality welds with rapid welding speeds. Welded lap joints using different welding currents were analyzed for shear strength, macrostructure and microstructure to determine the optimal welding current In the experimental procedures, hot-rolled SPH590 steel plates with the thicknesses of 2.9 and 3.2 mm were precision-cut into rectangular shapes of 25 x 220 mm, subsequently assembled into lap joints. The 3.2-mm-thick plate was positioned atop of the 2.9-mm-thick plate, maintaining a 10 mm gap. These lap joints, securely held in a specialized fixture, underwent automated MAG welding using carefully specified welding variables: welding currents, welding head positions, and workpiece spacings. The specimens then underwent analysis for shear strength, hardness, and microstructural characteristics. The findings indicated that the welding of the SPH590 steel lap joints at a current of 200A resulted in the highest shear strength (649.38 MPa), with the most failures occurring in the heat-affected zone (HAZ) at a welding speed of 80 mm/min. The higher current resulted in deeper penetration and also elevated the risk of defects in the weld metal. No significant differences were observed in shear strength tests between the vertical and the horizontal weld torch positions. Microstructural analysis revealed that lower welding currents produced finer dendritic structures and enhanced joint integrity. Therefore, a welding parameter of 200A at a speed of 80 mm/min is recommended as an effective welding method with minimal defects, providing practical guidelines for industrial applications.