A Study of Tailored Blank Laser Welding Parameters on Elongation of SGACD Gavanized Steel Joint

โดย ไพฑูรย์ ประทีปสุข, ไพบูลย์ แย้มเผื่อน และกิตติพงษ์ กิมะพงศ์

ปี 2554

บทคัดย่อ (Abstract)

งานวิจัยฉบับนี้จัดทำขึ้นเพื่อศึกษาผลกระทบของตัวแปรในการเชื่อมเลเซอร์เทเลอร์แบล็งค์โดยศึกษาการยืดตัวของรอยต่อชนแนวเชื่อมของเหล็ก SGACD การเปรียบเทียบโครงสร้างจุลภาคของรอยต่อชนแนวเชื่อมและการยืดตัวได้ใช้วิธีการทดสอบแบบอีริทเซน

วัตถุดิบที่ใช้ในการศึกษาเป็นเหล็กเคลือบสังกะสีเกรด SGACD 45/45 ความหนา 0.7 มม. และ1.2 มม. ขนาดของแผ่นเหล็กความหนา 0.7 มม.ถูกตัดเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้ากว้าง 1050 มม.และยาว 1680 มม.ส่วนขนาดของแผ่นเหล็กความหนา 1.2 มม.ถูกตัดเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้ากว้าง 280 มม.และยาว 1660 มม.รอยต่อชนของแผ่นเหล็กทั้ง 2 ถูกเชื่อมด้วยลำแสงเลเซอร์แบบ Nd:YAG โดยมีตัวแปรของ การเชื่อมคือ ความเร็วในการเชื่อมอยู่ที่ 4000 – 6000 มม.ต่อนาที ตำแหน่งหัวเชื่อมอยู่ที่ 0.45 – 0.55 มม. และระยะห่างระหว่างแผ่นชิ้นงานอยู่ที่ 0.00 – 0.13 มม.แนวเชื่อมที่ถูกเชื่อมแล้วจะถูกทดสอบการ ขึ้นรูปด้วยเครื่องอีริทเซนและถูกวิเคราะห์ผลโดยโปรแกรมอะโนว่า (Anova)

ผลของการทดลองสามารถสรุปได้ดังนี้ ผลการทดสอบการขึ้นรูปโดยเครื่องอีริทเซน ความสูงของการขึ้นรูปมากกว่า 7.00 มม.ซึ่งสูงกว่าค่ามาตรฐานที่ยอมรับในอุตสาหกรรมรถยนต์ ตัวแปรที่เหมาะสมในการเชื่อมได้แก่ ความเร็วของการเชื่อมอยู่ที่ 4000 มม.ต่อนาที ตำแหน่งหัวเชื่อมอยู่ที่ 0.45 มม.และระยะห่างระหว่างแผ่นชิ้นงานอยู่ที่ 0.00 มม. โดยการยืดตัวอยู่ที่ 9.98 มม. การเพิ่มตำแหน่งของหัวเชื่อมจะทำให้การยืดตัวของแนวเชื่อมเพิ่มขึ้น เนื่องจากเป็นการเพิ่มระยะการซึมลึกของการเชื่อม ซึ่งเป็นตัวแปรสำคัญในกระบวนการขึ้นรูปโลหะ การเพิ่มความเร็วการเชื่อมและการเพิ่มระยะห่างระหว่างแผ่นชิ้นงาน จะมีผลโดยตรงต่อการลดลงของการยืดตัว เพราะจะทำให้แนวเชื่อมไม่สมบูรณ์ และทำให้เกิดปัญหา อันเดอร์ฟิลที่แนวเชื่อม

This thesis was conducted to study an effect of Tailor blank laser welding parameters on an elongation property of a SGACD steel butt joint. A comparative between a microstructure of the butt joint and an elongation that was tested by the Erichsen test was also performed.

The 0.7 mm. and 1.2 mm thicknesses of SGACD 45/45 galvanized steel plates were a material used in this study. The dimension of 0.7 mm in thickness plate was prepared to be a rectangular shape with 1050 mm wide and 1680 mm long. The dimension of 1.2 mm in thickness plate was also prepared to be a rectangular shape with 280 mm wide and 1660 mm long. The butt joint of 2 plates was Nd: YAG laser welded by the welding parameters that were a welding speed of 4000-5000 mm/min, a target position of 0.45-0.55 mm. and a gap distance of 0.00-0.13 mm. The joint that was successfully welded was Erichsen Cupping tested and then analyzed by ANOVA software.

The experiment results were concluded as follows. The Erichsen cupping test results of the joints in this study were higher than that of 7.00 mm and were higher than that of the accepted standard in an automobile industry. The optimum parameter was a welding speed of 4000 mm/min, s target position of 0.45 mm and a gap distance of 0.0 mm with a elongation of 9.98 mm. Increasing of the target position could increase the joint elongation because it could increase the penetration distance of the joint that was an important factor for the metal deforming process. Increasing speed welding and the gap distance between the plates of the joint directly decreased the joint elongation because it produced an incomplete joint and produced the under-fill defect on the welded surface.

Download : การศึกษาตัวแปรการเชื่อมเลเซอร์เทเลอร์แบล็งค์ต่อการยืดตัวของรอยต่อชนแผ่นเหล็กเคลือบสังกะสี เกรด SGACD