Hình 5.11 Cấu trúc siêu tế vi của vùng liên kết giữa KLMH và tấm thép CCT38 dưới kính hiển vi điệ n tử qué t (SE M)
Hình 5.11a là kết quả phóng đại 4000 lần tại vùng liên kết giữa KLMH với mặt đứng
của tấm thép CCT38 khi hàn phía thứ nhất. Chúng ta thấy rằng cấu trúc kim loại liên tục và
không có khuyết tật. Lớp liên kim khá đều và có chiều dày trung bình chỉ khoảng 6 µm,
nhỏ hơn nhiều so với giá trị giới hạn như đã tìm hiểu trong chương tổng quan. Nghĩa là
liên kết sẽ có cơ tính tốt.
Hình 5.11b là kết quả phóng đại 4000 lần tại vùng liên kết giữa mặt đứng của tấm thép
Cũng giống như kết quả soi trên kính hiển vi quang học, chúng ta thấy rằng cấu trúc kim loại liên tục và không có khuyết tật. Lớp liên kim IMC phát triển trong vùng KLMH và trong trường hợp này cũng có chiều dày khoảng
6 µm, nhưng lại phân bố phân tán nên rất có lợi về mặt cơ tính. Hình ảnh này cũng chứng minh giả thuyết đưa ra ở mục 2.3.3 là đúng.
Hình 5.11c là kết quả phóng đại 6500 lần tại vùng liên kết giữa KLMH và mặt vát của tấm thép CCT38 khi hàn phía thứ nhất. Chúng ta thấy rằng cấu trúc kim loại liên tục và đặc biệt là không xuất hiện tổ chức IMC do thời gian khuếch tán đủ nhỏ để cho lượng nguyên tử Fe khuếch tán sang KLMH và nguyên tử Al khuếch tán sang tấm thép CCT38 chưa vượt quá giới hạn hòa tan bão hòa thành dung dịch đặc. Liên kết dạng này sẽ có cơ tính tốt hơn so với vị trí có lớp IMC. Các kết quả trên các hình 5.11a, 5.11b và 5.11c cũng chứng minh rằng hoàn toàn đã tạo ra được sự liên kết kim loại giữa KLMH với tấm thép CCT38 như kỳ vọng đặt ra.
Trên hình 5.11d là kết quả phóng đại 3500 lần tại vùng mặt đáy của liên kết hàn khi hàn cũng với năng lượng đường 680 J/mm nhưng để khe hở hàn nhỏ (< 1 mm). Chúng ta thấy rằng cấu trúc kim loại không liên tục do có lớp màng ôxit ngăn cách giữa KLMH và tấm thép CCT38. Xuất hiện vết nứt liên tục tại bề mặt tiếp giáp giữa lớp ôxit sắt và tấm thép. Vết nứt này rất nhỏ (ở mức siêu tế vi) nên kính hiển vi quang học (với độ phóng đại x500) không phát hiện ra (hình 5.3a). Điều này đặt ra vấn đề là cần thiết phải sử dụng phương pháp chụp ảnh bằng hiển vi điện tử (SEM) để kiểm tra chất lượng hàn. Nếu chỉ chụp ảnh bằng hiển vi quang học hay kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ (RT) thì có thể dẫn tới tình trạng bỏ sót khuyết tật quan trọng!.
5.8.2. Phân tích thành phần nguyên tố bằng kỹ thuật EDS:
Để xác định thành phần kim loại cụ thể trong tổ chức IMC và trong vùng nghi là ôxit sắt (hình 5.11d), tác giả sử dụng kỹ thuật phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS).
Thông qua phổ tán sắc năng lượng tia X thu được do sự bắn phá của điện tử vào các vị trí khảo sát sẽ cho biết thành phần hóa học chính xác tại các vị trí bắn phá đó.
Các vị trí khảo sát và thành phần kim loại tương ứng được trình bày trong hình 5.12 dưới đây. Trong đó, vị trí khảo sát số 1 (Spectrum 1) nằm ở giữa lớp IMC, vị trí khảo sát số 2 (Spectrum 2) nằm trong lớp IMC và ở sát tấm thép CCT38 còn vị trí khảo sát số 3 (Spectrum 3) cũng thuộc lớp IMC nhưng ở xa bề mặt gianh giới với tấm thép CCT38.