English
Admin
26/03/2024
Krico
1. FSW là gì?
FSW, viết tắt của Friction Stir Welding, nghĩa tiếng việt là Hàn ma sát xoay (hay hàn ma sát khuấy), là một quá trình nối trạng thái rắn (nghĩa là kim loại không bị nóng chảy trong quá trình hàn) và phương pháp này được ứng dụng cho các kim loại có đặc tính phải duy trì nhiệt trong suốt quá trình hàn. Công nghệ này chủ yếu sử dụng để hàn nhôm và hầu hết là các tấm nhôm lớn mà không thể dễ dàng xử lý nhiệt sau khi hàn để phục hồi tính chất. FSW được phát minh và chứng minh bằng thực nghiệm bởi Wayne Thomas và một nhóm đồng nghiệp của ông tại Viện hàn Vương quốc Anh vào tháng 12 năm 1991. TWI nắm giữ một số bằng sáng chế về quy trình này, bằng sáng chế đầu tiên mang tính mô tả nhiều nhất.
2. Nguyên lý hoạt động
Trong FSW, một trụ vai, có gắn profile đầu dò dạng ren/không ren (dạng chốt hoặc kẹp) được quay với tốc độ không đổi và di chuyển ngang với tốc độ không đổi dọc theo đường trục hàn giữa 2 tấm vật liệu, các tấm này được kẹp cứng hai bên sườn để tránh vùng tiếp giáp bị đẩy ra bởi lực đầu dò khi quay. Chiều dài của chốt ngắn hơn một chút so với chiều sâu hàn yêu cầu và trụ vai tiếp xúc chặt chẽ với bề mặt làm việc.
Ma sát giữa đầu quay (có khả năng chống mài mòn tốt) và chi tiết làm cho kim loại cơ bản vật hàn chuyển sang trạng thái chảy dẻo trên bề mặt. Tuy nhiên nhiệt lượng này chưa đủ để khiến toàn bộ phần mối hàn bị nấu chảy như các quá trình hàn hồ quang.
Khi đầu quay di chuyến dọc theo mối hàn, phần kim loại đạt tới trạng tháichảy dẻo xuất hiện trên bề mặt dọc theo đường đi của đầu quay. Khi nguội, phần kim loại mối hàn tạo thành liên kết cứng giữa 2 chi tiết. Mối hàn được hình thành.
3. Ưu điểm của FSW
Cơ tính và độ bền mỏi của sản phẩm tốt hơn so với các quá trình khác.
Tiết kiệm năng lượng so với các quá trình khác ⇒ Giảm chi phí.
Không cần sử dụng vật liệu hàn, khí bảo vệ ⇒ Giảm chi phí và khối lượng sản phấm ⇒ thích hợp với các sản phẩm yêu cầu khối lượng nhẹ mà vẫn an toàn như ô tô, phương tiện hàng không.
Không cần (ít) xử lý nhiệt sau khi hàn và biến dạng hàn ⇒ Giảm chỉ phí và nâng cao chất lượng.
Không có khuyết tật hàn, bắn tóe, khói hàn ⇒ Không cẩn hàn sửa chữa và an toàn cho sức khỏe người vận hành.
Có thế áp dụng tự động hóa hoàn toàn vào sản xuất ⇒ nâng cao năng suất và không yêu cầu tay nghề thợ hàn ⇒ tối đa hóa chi phí.
Mang lại chất lượng cao cho sản phấm kể cả khi xuất hiện sai số trong dung sai gá lắp trước khi hàn.
Giúp hàn được các vật liệu mà trước đó không có tính hàn (hợp kim nhóm 2xxx và 7xxx).
4. Nhược điểm của FSW
Khi hàn các vật liệu có độ nóng chảy cao (thép, titanium) cần sử dụng đầu quay được chế tạo phức tạp ⇒ Tốn chi phí.
ESAB không cung cấp đầu quay cho FSW và phải mua ngoài.
Cần lực ấn xuống (theo trục Z) khá lớn trong khi hàn ⇒cần đồ gá, ngàm và lót đáy trong khi hàn.
5. Ứng dụng công nghệ FSW tại KRICO
Hiện tại Krico đang ứng dụng công nghệ FSW vào hoạt động sản xuất. Công nghệ này được chuyển giao từ Taiwan do Krico Taiwan (công ty mẹ) thiết kế và lắp đặt tại Việt Nam. Sau khi lắp đặt xong, công nhân viên Krico được đào tạo thực tiễn và đưa vào vận hành. Hiện FSW đang được sử dụng trong sản xuất sản phẩm Cold plate (Tấm làm mát) – linh kiện lắp ráp ô tô điện của Vinfast.
Dưới đây là ví dụ mô tả về công nghệ FSW tại Krico:
Hai chi tiết riêng biệt Chi tiết sau khi sử dụng FSW - mặt trước Chi tiết sau khi gia công xong - mặt sau