Hình 5.8 Cấu trúc tế vi tại vùng liên kết giữa KLMH và tấm thép CCT38
Khi hàn phía thứ nhất, do kim loại ở trạng thái nguội nên lớp IMC có xu hướng đều hơn
(hình 5.8a), đặc biệt là tại vùng vát mép ở xa tâm của nguồn nhiệt thì có nhiều đoạn không
xuất hiện lớp IMC nên tại đây sẽ có cơ tính tốt (hình 5.8c).
Khi hàn phía thứ 2, do còn một lượng nhiệt dư sau khi hàn phía thứ nhất nên khả năng
khuếch tán của các nguyên tử Fe từ tấm thép CCT38 vào trong KLMH sẽ nhanh hơn. Kết
quả là lớp IMC nhận được có dạng phân tán hơn (hình 5.8b), điều này lại là là có lợi về
mặt cơ tính. Sau khi tẩm thực phối hợp cho cả nhôm và thép ta sẽ nhận được kết quả ở
hình 5.8d. Chúng ta thấy rằng trong trường hợp này cấu trúc kim loại liên tục, không nứt,
AA1100 với thép CCT38 như đề tài mong muốn.
Qua phân tích kim tương học như thể hiện trên các hình 5.8a, 5.8b và 5.8d, chúng ta cũng thấy rằng lớp IMC lệch về phía KLMH, phát triển trong vùng KLMH là chính và theo hướng từ phía tấm thép CCT38 về phía KLMH. Như vậy giả thuyết mà tác giả đưa ra trong mục 2.3.3 đã được chứng minh là đúng.
5.7. Độ cứng trong liên kết hàn hybrid nhôm – thép hybrid nhôm – thép
5.7.1. Độ cứng tại vùng liên kết không có lớp IMC: có lớp IMC:
Khảo sát độ cứng tế vi của liên kết hàn hybrid nhôm – thép tại vùng không có lớp IMC
trên hình 5.9 ta được các kết quả trình bày trong bảng 5.3, trong đó kết quả đo tại các vị trí B1 và B2 có giá trị trung bình so với độ cứng của nhôm AA1100 và thép CCT38.
Bảng 5.3 Độ cứng tại vùng liên kết không có lớp IMC Vị trí đo T1 T2 T3 T4 BT1 B1 B2 M1 Giá trị HV 171 174 178 190 130 88 87 73
Hình 5.9 Độ cứng tế vi tại vùng liên kết không có lớp IMC (x500)
5.7.2. Độ cứng tại vùng liên kết có lớp IMC:
Kết quả đo độ cứng tế vi của liên kết tại vùng có lớp IMC (hình 5.10) được trình bày trong bảng 5.4 dưới đây. Chúng ta thấy rằng lớp IMC có độ cứng rất lớn (gần 900 HV), do vậy mà liên kết nào có chiều dày lớp IMC lớn thì khả năng chịu tải sẽ kém, đặc biệt là tải trọng động hay tải va đập. Cũng chính vì vậy mà cần phải khống chế chiều dày của lớp IMC này ở mức tối thiểu để nâng cao khả năng làm việc của liên kết. So với các giá trị độ cứng trong bảng 2.6 thì độ cứng tế vi của lớp IMC trong trường hợp này ở mức trung bình.
Bảng 5.4 Độ cứng tại vùng liên kết có lớp IMC Vị trí đo T1 T2 T3 BT1 IMC1 IMC2 BM1 BM2 Giá trị HV 176 174 180 454 876 883 169 213 Hình 5.10 Độ cứng tế vi tại vùng liên kết có lớp IMC (x500) BM3 M1 330 80
5.8. Nghiên cứu cấu trúc siêu tế vi, thành phần hợp kim của lớpIMC & vùng liên kết giữa KLMH với tấm thép CCT38 bằng các IMC & vùng liên kết giữa KLMH với tấm thép CCT38 bằng các kỹ thuật SEM và EDS
Để tránh lãng phí không cần thiết, dưới đây sẽ chỉ đi sâu phân tích và đánh giá các kết quả hàn trên mẫu ở chế độ hàn số 5 (ứng với năng lượng đường q = 680 J/mm).
5.8.1. Cấu trúc siêu tế vi dưới kính hiển vi điện tử quét (SEM):
Tiến hành mài và đánh bóng mẫu ở mức độ siêu sạch, phẳng và bóng, rồi đem tẩm thực và soi dưới kính hiển vi điện tử dạng quét (SEM) trên 4 vùng đặc trưng của liên kết hàn đạt yêu cầu, ta nhận được các kết quả trên hình 5.11 dưới đây.