Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

อิทธิพลของตัวแปรในการเชื่อมทิกพัลส์และส่วนผสมของแก๊สปกคลุมต่อลักษณะการเกิดรอยเชื่อมและโครงสร้างจุลภาคของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนนิกติก เกรด 31 6L ในตำแหน่งการเชื่อม 6 นาฬิกา 8 นาฬิกา 9 นาฬิกา 10 นาฬิกา และ 12 นาฬิกา

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Effect of tig pulse parameters and shielding gas compositions on weld bead formations and microstructure of the 316L austenitic stainless steel at the 6 hour 8 hour 9 hour 10 hour and 12 hour positions

Year (A.D.)

1999

Document Type

Thesis

First Advisor

กอบบุญ หล่อทองคำ

Second Advisor

พันธ์แสง ชูมัง

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโลหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.1999.1271

Abstract

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือศึกษาหาอิทธิพลของตัวแปรการเชื่อมทิกพัลส์สำหรับเหล็กกล้าไร้ออสเตนนิติก เกรด 316L ชนิดแผ่นหนา 3 มม. โดยอ้างถึงลักษณะรอยเชื่อมตามมาตรฐาน DIN 8563 ระดับ BS ที่ตำแหน่งเชื่อม 6,8,9,10 และ 12 นาฬิกา ตัวแปรการเชื่อมทิกพัลส์ที่ศึกษา คือความเร็วเชื่อม กระแสไฟฟ้าเบส ความถี่พัลส์และ % On time ใช้แก๊สปกปกคลุมอาร์กอนผสมแก๊สไนโตรเจน 0-4 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตรอัตราการไหลของแก๊สปกคลุมด้านบนและด้านล่างรอยเชื่อม 8 ลิตร/นาที การทดลองเบื้องต้นเพื่อหาค่ากระแสไฟฟ้าเบส ความถี่พัลส์ และค่า% On time ที่ตำแหน่ง 6 นาฬิกาความเร็วเชื่อม 4 มม./วินาที ใช้แก๊สปกคุมอาร์กอนบริสุทธิ์ พบว่าแต่ที่เหมาะสมคือ กระแสไฟฟ้าเบส 61 แอมแปร์ความถี่พัลส์ 5 เฮิร์ตซ และ 65 % On time ตัวแปรเหล่านี้จะใช้เป็นตัวแปรคงที่สำหรับ การทดลองเชื่อมทุกตำแหน่งที่เชื่อมต่อไป การทดลองขั้นตอนต่อไปคือ การเชื่อมที่ตำแหน่ง 6,8,9,10 และ 12 นาฬิกา โดยใช้ กระแสไฟฟ้าเบส 61 แอมแปร์ ความถี่พัลส์ 5 เฮิร์ต และ 65% On time ศึกษาผลของความเร็วเชื่อมระหว่าง 2-8 มม./วินาที ผลของส่วนผสมแก๊สไนโตรเจนในแก๊สอาร์กอน 0-4 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร ต่อค่ากระแสไฟฟ้าพัลส์ที่ได้รอยเชื่อมตามมาตรฐาน DIN 8563 ระดับ BS แตะรอยซึมลึกตลอดความหนาของแผ่นเหล็ก ผลการทดลองพบว่า ค่ากระแสไฟฟ้าพลส์ที่ตำแหน่งเชื่อม 9 นาฬิกามีค่าต่ำสุด การเพิ่มปริมาณแก๊สไนโตรเจนในแก๊สอาร์กอน จะช่วยลดค่ากระแสไฟฟ้าพัลส์ที่ตำแหน่งเชื่อม 6 และ 12 นาฬิกาใช้ความเร็วได้สูงสุด 6 มม./นาที และที่ความเร็วเชื่อม 7 มม. / วินาทีเกิดข้อบกพร่องแบบ Slag inclusion ที่ตำแหน่ง 8,9 และ 10 นาฬิกาใช้ความเร็วได้สูงสุด 5 มม./วินาที และที่ความเร็วเชื่อม 6 มม./วินาที เกิดข้อบกพร่องแบบ Incompletely filled groove อัตราส่วนรอยซึมลึกต่อความกว้างรอยเชื่อมอยู่ระหว่าง 0.34-0.40 การเพิ่มความเร็วเชื่อม ทำให้รอยเชื่อมกว้างน้อยลงและอัตราส่วนรอยซึมลึกต่อความกว้างรอยเชื่อมมากขึ้น โครงสร้างจุลภาคของเนื้อเชื่อมประกอบด้วยเดลต้าเฟอร์ไรท์และออสเตนไนท์ปริมาณเดลต้าเฟอร์ไรท์อยู่ระหว่าง 6-10 เปอร์เซ็นต์ โดยปริมาตร โดยมีระดับความเชื่อมั่นทางสถิติ 95% ปริมาณเดลต้าเฟอร์ไรท์ที่แนวตัดตั้งฉากและแนวขนานรอยเชื่อมต่างกันไม่เกิน 5% ที่ตำแหน่งเชื่อม 9 นาฬิกา ปริมาณเดลต้าเฟอร์ไรท์ในเนื้อเชื่อมมีค่าต่ำสุด เพราะมีปริมาณไนโตรเจน ในเนื้อเชื่อมมากสุด ตรวจสอบรอยเชื่อมที่ได้ด้วยวิธีการฉายรังสีพบว่าไม่มีโพรงอากาศ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The objective of this work is to investigate the influence of parameters in TIG pulse welding of the AISI 316L stainless steel plate with 3-mm thickness. The weld bead profile corresponded to the DIN 8563 class BS. The welding positions were 6, 8, 9 10 and 12 h. The studied parameters were welding speed, pulse current, base current, pulse frequency, % On time, and shielding gas Ar+N2 (0-4 vol.%) with flow of 8 liter/min both for shielding and backing gases. From the preliminary experiments, the suitable base current, pulse frequency, and %On time at the welding position of 6 h with a welding speed of 4 mm/s and argon gas shielding were 61 A, 5 Hz, and 65% On time respectively. These parameters were kept at these levels for all experiments. At base currents of 61 A, pulse frequency of 5 Hz, and 65 %On time, the effects of welding speed and shielding gas composition on pulse currents were studied at the 6, 8, 9, 10 and 12 h welding positions. For complete penetration with weld bead profile corresponded to the DIN 8563 class BS, it was found that pulse current decreased form the welding position of 6 to 9 h and increased from the welding position of 9 to 12 h. Nitrogen in argon shielding gas decreases the pulse current because nitrogen has lower ionization energy than argon. At the welding position of 6 and 12 h, the maximum welding speed was 6 mm/s. Slag inclusion was found at welding. speed of 7 mm/s. At the welding position of 8, 9 and 10 h, the maximum welding speed was 5 mm/s. Incompletely filled groove was found at the welding speed of 6 mm/s. The depth/width ratio of welds were 0.34-0.40. Increasing welding speed decreased the weld width but increased the depth/width ratio. The weld microstructure compose of 6-10 vol.% §-ferrite with a confidence interval of 95%. The §-ferrite contents in the cross sectional and parallel sectional surface of welds are different less than 5%. At the welding position of 9 h, the §-ferrite contents in weld metal were less than that at the other positions, because of higher nitrogen contents in the weld metal. By X-ray test no pore was found in all accepted welds.

Link to Full Text

Share

COinS