Hàn ma sát khuấy nối kim loại mà không cần làm chảy toàn vùng ghép ra sao?
Khám phá mở rộng – Vật lý 10
Hàn ma sát khuấy dùng một dụng cụ quay để làm nóng mềm, biến dạng và đưa vật liệu ở hai phía đường ghép vào trạng thái tạo liên kết mà không cần nung chảy toàn vùng như hàn nóng chảy. Trong quy trình phù hợp, kim loại được nối ở trạng thái rắn.
Kim loại nóng mềm vẫn có thể chưa là chất lỏng
Khả năng biến dạng của kim loại thay đổi theo nhiệt độ. Khi được làm nóng tới miền thích hợp dưới nhiệt độ nóng chảy, vật liệu có thể biến dạng dẻo dễ hơn nhiều so với lúc nguội.
Vì thế, câu “được khuấy” không bắt buộc phải có một vũng kim loại lỏng. Một chất rắn nóng mềm cũng có thể dịch chuyển và đổi hình mạnh khi chịu lực đủ lớn.
Dụng cụ quay vừa cấp năng lượng vừa tổ chức dòng vật liệu
Ma sát và công biến dạng góp phần tạo nhiệt ở vùng tác động. Phần nhô cùng vai dụng cụ giúp đưa vật liệu quanh vùng ghép khi dụng cụ tiến dọc đường nối trong một bố trí được giữ phù hợp.
Vật liệu hai bên được đưa vào tiếp xúc và biến dạng theo chu trình, hình thành mối nối phía sau dụng cụ. Đây không phải chỉ quét một chiếc que qua hai mặt kim loại nguội rồi trông chờ chúng tự dính.
Khác que hàn bổ sung vật liệu trong một số phương pháp khác, dụng cụ FSW được thiết kế chủ yếu để tạo tác động cơ–nhiệt, không phải tan hết vào mối ghép.
Không có vũng chảy vẫn cần kiểm soát chất lượng
Một số vấn đề gắn với đông đặc từ chất lỏng có thể được giảm, nhưng kết cấu mối nối vẫn chịu ảnh hưởng của nhiệt và biến dạng. Vùng chưa liên kết đủ, đường dòng không phù hợp hoặc điều kiện dụng cụ sai vẫn có thể tạo khuyết tật.
Ví dụ, ghép tấm hợp kim nhôm trong một kết cấu nhẹ là một ứng dụng của ý tưởng này. Không phải mọi cặp kim loại, chiều dày và hình dạng đều cho cùng kết quả chỉ vì cùng dùng dụng cụ quay.
Hiểu lầm: không làm chảy nghĩa là vật liệu không bị thay đổi. Tổ chức và tính chất vùng chịu nhiệt–biến dạng vẫn có thể đổi dù không qua pha lỏng.
Ghi nhớ: cơ năng tạo nhiệt và biến dạng; vật liệu nóng mềm được tổ chức quanh dụng cụ; trạng thái rắn vẫn có thể tạo một mối ghép bền khi điều kiện phù hợp.
Đọc thêm
- Hàn điểm điện trở làm hai tấm kim loại dính nhau bằng cách nào?
- Hàn siêu âm ghép hai chi tiết nhựa bằng dao động cơ học ra sao?