เทคโนโลยี FSW สำหรับการผลิตชิ้นส่วนอีวี, Friction Stir Welding, Welding, EV

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยี FSW สำหรับการผลิตชิ้นส่วนอีวี

อัปเดตล่าสุด 3 ต.ค. 2566

เทคโนโลยี Friction Stir Welding (FSW) ได้สร้างความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ไฟฟ้า เช่น ระบบแบตเตอรี่ ระบบหล่อเย็น ไปจนถึงตัวถังรถ อย่างไรก็ตาม FSW ยังมีโอกาสก้าวหน้ายิ่งขึ้นสำหรับโลหะแผ่นบางและมีขนาดเล็ก

วันที่ 8 กันยายน 2023 ศาสตราจารย์ ฮิเดโทชิ ฟูจิอิ (Prof. Hidetoshi Fujii) และนักวิจัย มูเนะอากิ มูคุตะ (Muneaki Mukuta) จากสถาบันวิทยาศาสตร์การเชื่อมของมหาวิทยาลัยโอซาก้า ได้บุกเบิกเทคโนโลยีการเชื่อมแผ่นทองแดงและอะลูมิเนียมด้วยกระบวนการ Friction Stir Welding (FSW) โดยแต่ละแผ่นมีความหนาเพียง 0.5 มม. และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม.

“Friction Stir Welding (FSW) คือ กระบวนการเชื่อมที่ใช้แรงเสียดทานเพื่อเชื่อมชิ้นงานเข้าด้วยกันโดยไม่ใช้ความร้อนและไม่เติมเนื้อโลหะ ทำให้ชิ้นงานไม่เสียรูปทรง สามารถเชื่อมวัสดุต่างชนิดเข้าด้วยกันได้ และมีความปลอดภัยสูง”

Advertisement

จนถึงขณะนี้ การเชื่อมวัสดุต่างชนิดกันซึ่งมีความหนา 1 มม. หรือน้อยกว่านั้นยังคงเป็นงานที่ท้าทายในห้องวิจัย เช่นเดียวกับการเชื่อมแผ่นวัสดุที่เปราะบางและเปลี่ยนรูปได้ง่าย เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของผลกระทบจากความร้อน ทองแดงและอะลูมิเนียมจึงมีแนวโน้มที่จะสร้างชั้นที่แข็งและเปราะในระหว่างการเชื่อม ด้วยเหตุนี้ การเชื่อมในแบบดั้งเดิมจึงยังไม่ถึงระดับการใช้งานจริง

โดยวิธีการที่ใช้ FSW สำหรับการเชื่อมที่อุณหภูมิต่ำดูจะมีความหวัง แต่เมื่อเครื่องมือมีขนาดเล็กลง ความร้อนสำหรับการเชื่อมก็ลดลง ทีมวิจัยจึงระงับการลดลงของความร้อนด้วยอุปกรณ์เชื่อมแบบ FSW ที่ใช้รอบหมุนความเร็วสูง 20,000 รอบต่อนาที ด้วยคุณสมบัติที่แตกต่างกันของทองแดงและอะลูมิเนียม ทีมวิจัยจึงกำหนดเงื่อนไขการวางตำแหน่งเครื่องมือโดยละเอียด เพื่อป้องกันการเกิดเศษชิป

และเพื่อตรวจสอบความทนทานเพิ่มเติม จึงมีการใช้แรงเค้นกับเพลตที่ยึดติดกันโดยใช้เทคโนโลยีนี้ ซึ่งเป็นที่น่าสังเกตว่าวัสดุฐานจะแตกออกโดยไม่มีการยึดเกาะ สิ่งนี้พิสูจน์ถึงความแข็งแกร่งของรอยต่อเชื่อม