การเชื่อมอาร์กโลหะแก๊สคลุมรอยต่อเกยเหล็กกล้าคาร์บอน SS400 และเหล็กกล้าไร้สนิม SUS304

Abstract

รอยต่อเกยระหว่างเหล็กกล้าคาร์บอน SS400 และเหล็กกล้าไร้สนิม SUS304 มีการใช้งานเพิ่มขึ้นในงานอุตสาหกรรมเนื่องจากการมีคุณสมบัติที่ยืดหยุ่นของรอยต่อโลหะต่างชนิด ด้วยเหตุนี้การศึกษาหาค่าตัวแปรการเชื่อมอาร์กโลหะแก๊สคลุมที่เหมาะสมสำหรับการเชื่อมรอยต่อเกยที่อาจเป็นประโยชน์สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตอื่นๆ ควรมีการศึกษาต่อไป งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์ในการศึกษาอิทธิพลตัวแปรการเชื่อมอาร์คโลหะแก๊สคลุมที่มีผลต่อสมบัติของรอยต่อเกยเหล็กกล้าคาร์บอนเกรด SS400 กับเหล็กกล้าไร้สนิม SUS304 วัสดุในการทดลอง คือ เหล็กกล้าคาร์บอน SS400 และ เหล็กกล้าไร้สนิม SUS304 แผ่นโลหะความหนา 3 mm. ถูกเตรียมให้มีขนาดกว้าง 100 mm. และ ยาว 200 mm. รอยต่อเกยถูกทำการเชื่อมอาร์คโลหะแก๊สคลุมด้วยตัวแปรการเชื่อมประกอบด้วยกระแสเชื่อม 80-120 A. ความเร็วเดินแนว 150-250 mm/min และมุมหัวเชื่อม 30-60° ชิ้นงานที่ผ่านการเชื่อมถูกเตรียมด้วยวิธีการทางกลเพื่อทดสอบและตรวจสอบสมบัติต่างๆ ของรอยต่อเกยประกอบด้วยการทดสอบความแข็งแรงดึงเฉือน การตรวจสอบโครงสร้างมหภาคและจุลภาค และมีการทดสอบความแข็ง ผลการทดลองโดยสรุปมีดังนี้ การเพิ่มกระแสเชื่อม ส่งผลทำให้ค่าแรงพังทลาย การยืดตัวของรอยต่อ และความแข็งของโลหะเชื่อมมีค่าเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงมุมหัวเชื่อมไม่ส่งผลต่อความแข็งแรงของรอยต่อตัวแปรของการเชื่อมที่ดีที่สุด คือที่กระแส 100 A. ความเร็วเดินแนวเชื่อม 150 mm/min และมุมเชื่อม 45° โครงสร้างจุลภาคบริเวณขอบเขตระหว่างโลหะเชื่อมและเหล็กกล้าคาร์บอน SS400 แสดงความไม่เข้ากันของโลหะทั้งสองและเป็นจุดเริ่มการพังทลายของชิ้นทดสอบระยะห่างระหว่างแขนเดนไดรท์ทุติยภูมิของโครงสร้างจุลภาคโลหะเชื่อมมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อกระแสเชื่อมและความเร็วเดินแนวเชื่อมเพิ่มขึ้น และส่งผลโดยตรงทำให้ค่าความแข็งแรงของรอยต่อเพิ่มขึ้น

Lap joint between SS400 carbon steel and SUS304 stainless steel was increasingly applied in various industries due to the flexible properties of these dissimilar metals joint. An optimization of a gas metal arc welding for producing the dissimilar metal lap joint should be further investigated. Therefore, the results could be advanced in various manufacturing industries. This research aimed to study an effect of gas metal arc welding parameters on SS400 carbon steel and SUS304 stainless steel lap joint properties. Material used in this experiment were SS400 carbon steel and SUS304 stainless steel. The 3 mm. thickness plate from both materials were mechanically prepared to be a rectangular shape (100 mm. wide and 200 mm. long). The experimental works was carried out by using gas metal arc welded on lap joint with various welding parameters. These parameters included: welding current of 80-120 A. the welding speed of 150-250 mm/min and the welding angle of 30-60°. The welded joints were mechanically prepared and investigated for tensile shear strength, macro and microstructure, and hardness of the welded joints. The experimental results showed that increasing the welding current affected to increase tensile shear strength, joint elongation, and the weld metal hardness. However, increasing the welding angle did not affect to change the tensile shear strength of the lap joint. The optimized welding parameters was found at the welding current of 110 A, the welding speed of 200 mm/min and the welding angle of 45°. The microstructure at the boundary of the weld metal and the SS400 carbon steel showed incomplete combination of the metals and initiated the failure of the joint. The secondary dendrite arm spacing of the microstructure was increased when the welding current and the welding speed were decreased and also affected to increase tensile strength of the joint