Hàn khuấy ma sát trong ván khuôn nhôm là gì?

Hàn khuấy ma sát (FSW) là gì?

Hàn khuấy ma sát là một quá trình ghép nối trạng thái rắn, có nghĩa là vật liệu được hàn không bị nóng chảy. Một công cụ quay tạo ra nhiệt thông qua ma sát, làm mềm vật liệu tại giao diện. Sau đó, công cụ quay khuấy vật liệu để tạo thành một liên kết bền và chắc giữa hai mảnh nhôm hoặc kim loại khác.

Hàn khuấy ma sát trong ván khuôn nhôm là gì?

Đối với ván khuôn nhôm, FSW được sử dụng để ghép các tấm nhôm lớn, mỏng, thường được sử dụng để xây dựng các tấm ván khuôn. Ván khuôn nhôm nhẹ, rất bền và chống ăn mòn, lý tưởng để sử dụng trong các loại xe năng lượng mới.

Quá trình hàn khuấy ma sát diễn ra như thế nào trong ván khuôn nhôm?

1. Các tấm nhôm hoặc thành phần cần hàn cần được căn chỉnh chính xác. Chúng có thể bao gồm các tấm, dầm hoặc khung của kết cấu ván khuôn.

2. Một công cụ quay được thiết kế đặc biệt được đặt tại mối nối giữa hai tấm nhôm. Công cụ bao gồm một chốt và một vai. Chốt tạo ra nhiệt cục bộ thông qua ma sát, trong khi vai tạo áp lực lên các chi tiết gia công.

3. Công cụ quay di chuyển dọc theo mối nối, khuấy vật liệu, làm cho vật liệu mềm và chảy, tạo thành liên kết bền chặt. Hành động khuấy này cũng giúp giảm độ xốp, một vấn đề thường gặp trong hàn truyền thống.

4. Sau khi quá trình hàn hoàn tất, vật liệu sẽ nguội và đông cứng lại để tạo thành mối hàn chắc chắn, không có khuyết tật.

FSW có thể sản xuất các mẫu nhôm có hiệu suất cao, bền và tiết kiệm chi phí so với phương pháp hàn thông thường.

Vật liệu phổ biến cho dụng cụ quay trong hàn khuấy ma sát

Thép dụng cụ như H13 và M2 là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất cho dụng cụ quay trong hàn khuấy ma sát. Chúng được biết đến với độ cứng tuyệt vời, khả năng chống mài mòn và độ bền ở nhiệt độ cao.

Hợp kim coban như Stellite® (thương hiệu của Kennametal) thường được sử dụng trong các dụng cụ hàn khuấy ma sát do khả năng chống mài mòn tuyệt vời và độ bền nhiệt độ cao. Các hợp kim này vẫn giữ được độ cứng và độ bền ngay cả ở nhiệt độ khoảng 1000°C, khiến chúng đặc biệt phù hợp để hàn các mẫu nhôm.

Cacbua vonfram được sử dụng trong các công cụ quay hiệu suất cao do độ cứng tuyệt vời và điểm nóng chảy cao. Ví dụ, cacbua vonfram có độ cứng rất cao và có thể chịu được sự mài mòn đáng kể.

Việc lựa chọn vật liệu phù hợp cho dụng cụ quay trong hàn khuấy ma sát là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và tuổi thọ của các mối hàn. Vật liệu phải cân bằng giữa độ bền cao, khả năng chịu nhiệt, khả năng chống mài mòn và hiệu quả về mặt chi phí. Thép dụng cụ, hợp kim gốc coban và cacbua vonfram đều là những lựa chọn khả thi, mỗi loại đều có những lợi thế riêng cho các ứng dụng FSW cụ thể.