Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu thiết kế dụng cụ hàn ma sát khuấy ứng dụng cho tấm nhôm

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu thiết kế phát triển dụng cụ hàn chốt hàn ma sát khuấy ứng dụng hàn giáp mối tấm nhôm, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Lê Trung Quốc
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Thiện Ngôn
• Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, phát triển dụng cụ hàn(chốt hàn) ma sát khuấy ứng dụng hàn giáp mối tấm nhôm
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
• 1.3.1. Mục tiêu chung
• 1.3.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Kết cấu luận văn
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 2.1. Hàn ma sát khuấy
• 2.1.1. Lịch sử phát triển
• 2.1.2. Thiết bị hàn ma sát khuấy
• 2.1.2.1. Máy hàn ma sát khuấy
• 2.1.2.2. Dụng cụ hàn ma sát khuấy
• 2.1.3. Các nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.1.3.1. Nghiên cứu trong nước
• 2.1.3.2. Nghiên cứu ngoài nước
• 3. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nội dung nghiên cứu
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Phương pháp kế thừa
• 3.2.2. Phương pháp thu thập thông tin
• 3.3. Phương pháp tính toán thiết kế
• 3.4. Phương pháp thực nghiệm
• 4. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ CHỐT HÀN CHO HÀN MA SÁT KHUẤY
• 4.1. ĐẶC ĐIỂM QUÁ TRÌNH HÀN MA SÁT KHUẤY
• 4.1.1. Đặc điểm chung
• 4.1.2. Đặc điểm quá trình sinh nhiệt
• 4.2. CÁC YÊU CẦU CHUNG VỀ CHỐT HÀN
• 4.2.1. Khả năng chịu tải của chốt hàn
• 4.2.2. Những khuyết tật thường gặp khi hàn ma sát khuấy
• 4.2.3. Độ bền chốt hàn so với hiệu quả chi phí
• 4.2.4. Giải pháp khắc phục
• 4.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ CHỐT HÀN
• 4.3.1. Tiêu chí chọn vật liệu làm dao
• 4.3.2. Một số vật liệu chế tạo chốt hàn phổ biến
• 4.3.2.1. Thép dụng cụ
• 4.3.2.2. Kim loại, hợp kim chịu nhiệt
• 4.3.2.3. Hợp kim gốc Niken và hợp kim gốc Coban (Co)
• 4.3.2.4. Hợp kim cứng
• 4.3.2.5. So sánh vật liệu làm dao
• 4.3.3. Kết cấu chốt hàn ma sát khuấy
• 4.3.3.1. Các dạng vai chốt của dụng cụ
• 4.3.3.2. Các dạng đầu chốt hàn của dụng cụ
• 4.3.3.3. Các dạng mẫu chốt hàn thiết kế, tổng hợp bằng phương pháp Taguchi
• 4.3.4. Tính toán thiết kế chốt hàn
• 4.3.4.1. Các bước thiết kế chốt hàn
• 4.3.4.2. Bước 1 - Xác định đặc tính của vật liệu hàn
• 4.3.4.3. Bước 2 - Tính toán các kích thước sơ bộ của chốt hàn
• 4.3.4.4. Bước 3 - Tính toán nhiệt lượng sinh ra khi hàn
• 5. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 5.1. Thiết kế chốt hàn
• 5.1.1. Yêu cầu thiết kế
• 5.1.2. Thiết kế kết cấu dụng cụ hàn ma sát khuấy
• 5.2. Đề xuất công nghệ chế tạo chốt hàn
• 5.2.1. Công nghệ chế tạo vai
• 5.2.2. Công nghệ chế tạo chốt
• 5.2.3. Công nghệ nhiệt luyện
• 5.2.4. Kiểm tra chất lượng
• 5.3. Thiết bị thực nghiệm
• 5.3.1. Máy hàn ma sát khuấy
• 5.3.2. Vật liệu mẫu
• 5.3.3. Đồ gá hàn ma sát khuấy
• 5.3.4. Các thông số ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn
• 5.4. Thiết kế thực nghiệm
• 5.5. Phương pháp thực nghiệm
• 5.6. Qui trình thực nghiệm
• 5.7. Kết quả thực nghiệm dụng cụ hàn
• 5.7.1. Kết quả thực nghiệm dụng cụ hàn T1
• 5.7.2. Kết quả thực nghiệm dụng cụ hàn T2
• 5.7.3. Kết quả thực nghiệm dụng cụ hàn T3
• 5.7.4. Kết quả thực nghiệm dụng cụ hàn T4
• 5.8. Đánh giá chất lượng mẫu hàn bằng phương pháp trực quan
• 5.8.1. Đánh giá mẫu hàn dụng cụ T1
• 5.8.2. Đánh giá mẫu hàn dụng cụ T2
• 5.8.3. Đánh giá mẫu hàn dụng cụ T3
• 5.8.4. Đánh giá mẫu hàn dụng cụ T4
• 5.9. Đánh giá chất lượng mẫu hàn bằng phương pháp kiểm tra độ bền kéo
• 5.9.1. Chuẩn bị mẫu kéo
• 5.9.2. Máy kiểm tra phổ quát (UTM-Universal Testing Machine)
• 5.9.3. Phương pháp Taguchi
• 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu dụng cụ hàn ma sát khuấy cho tấm nhôm

Nghiên cứu về dụng cụ hàn ma sát khuấy cho tấm nhôm đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp chế tạo. Phương pháp hàn này không chỉ giúp cải thiện chất lượng mối hàn mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Hàn ma sát khuấy (FSW) là một phương pháp hàn tiên tiến, cho phép kết nối các vật liệu ở trạng thái rắn mà không cần đến nhiệt độ nóng chảy. Điều này đặc biệt hữu ích khi hàn các vật liệu như nhôm, vốn có tính chất khó hàn. Việc phát triển dụng cụ hàn phù hợp sẽ giúp nâng cao hiệu quả và chất lượng mối hàn, đồng thời giảm thiểu chi phí nhập khẩu từ nước ngoài.

1.1. Đặc điểm của hàn ma sát khuấy và ứng dụng

Hàn ma sát khuấy là một phương pháp hàn tiên tiến, sử dụng nhiệt sinh ra từ ma sát để làm mềm vật liệu mà không làm nóng chảy hoàn toàn. Phương pháp này có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp chế tạo, đặc biệt là trong việc hàn các hợp kim nhôm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàn ma sát khuấy có thể tạo ra mối hàn có độ bền cao và ít khuyết tật hơn so với các phương pháp hàn truyền thống.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu dụng cụ hàn nhôm

Việc nghiên cứu và phát triển dụng cụ hàn nhôm không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tạo ra cơ hội cho ngành công nghiệp trong nước. Hiện tại, nhiều thiết bị hàn ma sát khuấy phải nhập khẩu với chi phí cao, điều này gây khó khăn cho các doanh nghiệp trong nước. Nghiên cứu này nhằm mục tiêu phát triển các thiết kế dụng cụ hàn phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước.

II. Thách thức trong việc phát triển dụng cụ hàn ma sát khuấy

Mặc dù hàn ma sát khuấy mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc phát triển dụng cụ hàn cho phương pháp này cũng gặp phải nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là chi phí sản xuất dụng cụ hàn. Hiện nay, các dụng cụ này thường phải nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao. Điều này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn làm giảm tính cạnh tranh của sản phẩm trong nước. Ngoài ra, việc thiết kế dụng cụ hàn phù hợp với các thông số hàn cũng là một vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Chi phí sản xuất dụng cụ hàn

Chi phí sản xuất dụng cụ hàn ma sát khuấy là một trong những yếu tố quyết định đến khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Việc nhập khẩu dụng cụ hàn từ nước ngoài không chỉ tốn kém mà còn phụ thuộc vào nguồn cung. Do đó, nghiên cứu phát triển dụng cụ hàn trong nước là cần thiết để giảm thiểu chi phí và tăng tính tự chủ trong sản xuất.

2.2. Thiết kế dụng cụ hàn phù hợp

Thiết kế dụng cụ hàn phù hợp với các thông số hàn là một yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng mối hàn. Các thông số như tốc độ trục chính, tốc độ di chuyển và hình dáng hình học của dụng cụ đều ảnh hưởng đến hiệu quả hàn. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc phát triển các thiết kế dụng cụ hàn tối ưu cho tấm nhôm.

III. Phương pháp nghiên cứu và phát triển dụng cụ hàn

Để phát triển dụng cụ hàn ma sát khuấy, nghiên cứu sẽ áp dụng các phương pháp thiết kế hiện đại và công nghệ chế tạo tiên tiến. Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor để mô phỏng và thiết kế các mẫu dụng cụ hàn. Các thiết kế sẽ được thử nghiệm và đánh giá dựa trên các tiêu chí như độ bền kéo, độ bền uốn và cấu trúc hạt của mối hàn. Phương pháp Taguchi cũng sẽ được áp dụng để tối ưu hóa các thông số hàn.

3.1. Thiết kế dụng cụ hàn bằng phần mềm

Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor để thiết kế các mẫu dụng cụ hàn. Phần mềm này cho phép mô phỏng các điều kiện hàn và đánh giá hiệu quả của các thiết kế khác nhau. Các mẫu thiết kế sẽ được phát triển dựa trên các thông số kỹ thuật và yêu cầu cụ thể của quá trình hàn.

3.2. Thử nghiệm và đánh giá chất lượng mối hàn

Sau khi chế tạo, các dụng cụ hàn sẽ được thử nghiệm trên máy hàn ma sát khuấy. Mối hàn sẽ được đánh giá bằng các phương pháp kiểm tra độ bền kéo và kiểm tra trực quan. Kết quả thử nghiệm sẽ giúp xác định hiệu quả của từng thiết kế dụng cụ hàn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của dụng cụ hàn ma sát khuấy

Kết quả nghiên cứu và phát triển dụng cụ hàn ma sát khuấy sẽ có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp chế tạo. Các dụng cụ hàn được phát triển sẽ giúp nâng cao chất lượng mối hàn, giảm thiểu chi phí sản xuất và tăng tính cạnh tranh cho sản phẩm. Ngoài ra, việc tự chủ trong sản xuất dụng cụ hàn cũng sẽ giúp các doanh nghiệp trong nước giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn cung nước ngoài.

4.1. Tăng cường chất lượng sản phẩm

Việc sử dụng dụng cụ hàn ma sát khuấy sẽ giúp nâng cao chất lượng mối hàn, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về độ bền kéo và độ bền uốn. Điều này sẽ giúp các sản phẩm hàn nhôm có tính cạnh tranh cao hơn trên thị trường.

4.2. Giảm thiểu chi phí sản xuất

Phát triển dụng cụ hàn trong nước sẽ giúp giảm thiểu chi phí sản xuất, từ đó tăng lợi nhuận cho các doanh nghiệp. Việc tự chủ trong sản xuất dụng cụ hàn cũng giúp giảm thiểu rủi ro về nguồn cung và giá cả.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu và phát triển dụng cụ hàn ma sát khuấy cho tấm nhôm không chỉ mang lại lợi ích về mặt kỹ thuật mà còn có ý nghĩa kinh tế lớn. Việc tự chủ trong sản xuất dụng cụ hàn sẽ giúp nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành công nghiệp chế tạo trong nước. Trong tương lai, nghiên cứu này có thể mở rộng ra các lĩnh vực khác, từ đó tạo ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp.

5.1. Tầm nhìn phát triển ngành công nghiệp chế tạo

Nghiên cứu này sẽ góp phần vào việc phát triển ngành công nghiệp chế tạo tại Việt Nam, giúp nâng cao năng lực cạnh tranh và chất lượng sản phẩm. Việc phát triển dụng cụ hàn trong nước sẽ tạo ra cơ hội cho các doanh nghiệp trong nước tham gia vào chuỗi cung ứng toàn cầu.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các công nghệ hàn mới, cải tiến quy trình chế tạo và mở rộng ứng dụng của hàn ma sát khuấy trong các lĩnh vực khác nhau. Điều này sẽ giúp nâng cao hơn nữa hiệu quả và chất lượng sản phẩm hàn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Hàn ma sát khuấy 1.1 Lịch sử phát triển Đề xuất sử dụng ma sát trong hàn có lẽ có trong bằng sáng chế của Hoa Kỳ vào năm 1891 khi nhiệt ma sát được đề xuất để nối ống với khuôn hình V. Hàn ma sát được đưa vào sử dụng thương mại đầu tiên ở Liên Xô vào những năm 1956-1957 do những nỗ lực của A. Qui trình này được giới thiệu ở phương Tây vào năm 1959. Hàn ma sát được thể hiện ở hình 1.1 là quá trình hàn đã được phát triển hơn 100 năm qua.Hình thức hàn này phù hợp với vật liệu dạng que hoặc dạng ống.

Nó liên quan đến việc quay hoặc dao động của một thanh trong khi thanh khác luôn được giữ ở trạng thái tĩnh. Nhiệt được sinh ra do quá trình ma sát của hai thanh khi tiếp xúc gần nhau. Khi đã tạo ra đủ nhiệt, hai thanh được rèn lại với nhau bằng một lực ép đủ lớn. Phần vật liệu đùn dư thừa của mối hàn có thể được loại bỏ đi để hình một phần mối hàn.

Các bước qui trình hàn ma sát [1].2 Định nghĩa Hàn ma sát khuấy là một phương pháp hàn phi truyền thống và chủ yếu được ứng dụng để hàn giáp mối các chi tiết dạng tấm. Việc tạo ra mối hàn cần một năng lượng nhiệt và được tạo ra do sự tiếp xúc ma sát giữa đầu hàn chuyên dụng (chốt hàn) và vật liệu cần hàn. Hàn ma sát khuấy là một ứng dụng công nghệ có hiệu quả cao về mặt năng lượng, thân thiện với môi trường và tạo ra thẩm mỹ cao cho mối hàn. Hàn ma sát khuấy được 6 ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp hàng không, vũ trụ, hàng hải, đường sắt,… Một số ưu điểm của hàn ma sát khuấy có thể kể đến như: - Cơ tính mối hàn cao.

- An toàn cho người thợ hàn vì không có khói độc hay tia nhiệt phát ra trong quá trình vật liệu nóng chảy; - Không tiêu tốn que hàn hay khí bảo vệ, tiết kiệm được rất nhiều chi phí. - Hàn được các kim loại khác nhau và nó không tan chảy vật liệu nhờ thuộc tính ban đầu. - Biến dạng do nhiệt thấp cũng như ít chịu tác động từ môi trường. - Không cần tay nghề của người thợ hàn quá cao.

- Dễ đưa vào dây chuyền sản xuất. Bên cạnh những ưu điểm trên, hàn ma sát khuấy còn có một số tồn tại như: - Thiết bị hàn đắt tiền. - Lỗ thoát còn lại do dụng cụ hàn gây ra khi rút lên gây mất thẩm mỹ và ảnh hưởng đến đặc tính của sản phẩm. - Lực tác dụng lớn đòi hỏi cần được gá đặt kỹ càng.

- Không linh hoạt bằng hàn hồ quang tay hay hàn hồ quang. - Chỉ áp dụng tốt khi hàn giáp mối các tấm phẳng.3 Nguyên lý Dùng một dụng cụ dạng trụ chịu nhiệt cao với một đầu có hình dạng đặc biệt (có ren hoặc không có ren) để khuấy và phần vai để tiếp xúc với bề mặt phôi hàn. Trước tiên, cho dụng cụ vừa quay vừa đi xuống đến khi đầu khuấy xuyên vào phôi hàn (tương ứng với chiều sâu ngấu cần thiết), dụng cụ tiếp tục quay tại chỗ nhằm làm mềm vật liệu xung quanh đầu khuấy, và sau đó di chuyển dọc theo hướng hàn để tạo thành mối hàn như ở hình 1. Vật liệu bị mềm ra do nhiệt sinh ra từ ma sát và lực ép từ vai dụng cụ sẽ liên kết vật liệu ở hai phía phôi hàn với nhau.

Do vật liệu không nóng chảy nên tính chất mối hàn sẽ tốt, cơ tính đảm bảo, hạn chế khuyết tật. Nguyên lý hàn ma sát khuấy [2].4 Phân loại Trong thời gian dài phát triển, nhiều phương pháp hàn ma sát hoặc các biến thể của nó đã được phát minh. Trong đó có 3 phương pháp hàn ma sát được ứng dụng rộng rãi trong ngành chế tạo: hàn ma sát khuấy (Friction Stir Welding), hàn ma sát thẳng (Linear Friction Welding) và hàn ma sát xoay (Rotative Friction Welding).1 Hàn ma sát thẳng Hai chi tiết hàn chuyển động tương đối với nhau theo phương của bề mặt tiếp xúc sinh ra nhiệt ma sát làm vật liệu bề mặt tiếp xúc chảy dẻo, hai chi tiết được ép vào nhau tạo thành mối hàn. Hàn ma sát thẳng được ứng dụng hàn các chi tiết khối, đặc đặt biệt các chi tiết có tiết diện ngang hình chữ nhất.

Hàn ma sát thẳng [3].2 Hàn ma sát khuấy Hai bề mặt hàn được đặt tiếp xúc với nhau, dụng cụ hàn (chốt khuấy) sẽ chạy giữa hai bề mặt hàn, nhiệt ma sát sẽ làm nóng chảy dẻo vật liệu tại vùng tiếp xúc, phoi nóng chảy dẻo được ép xuống tạo thanh mối hàn nhờ vai của dụng cụ hàn. Hàn ma sát khuấy được ứng dụng hàn các hai tấm phẳng hoặc đường ống, tuy nhiên phương pháp này giới hạn mặt cắt chi tiết tại mối hàn phải đạt chiều dày nhất định và bề mặt tại mối hàn của hai chi tiết phải nằm trên một mặt phẳng. Hàn ma sát khuấy [3] 1.3 Hàn ma sát xoay Hai chi tiết quay tương đối với nhau sinh ra nhiệt ma sát làm nóng chảy vật liệu tại vùng tiếp xúc, hai chi tiết được ép vào nhau tạo thành mối hàn. Hàn ma sát xoay được ứng dụng hàn các chi tiết dạng trụ.

Tuy công nghệ và đặc tính khác nhau nhưng các phương pháp hàn ma sát đều có điểm chung là sử dụng nhiệt năng sinh ra từ cơ năng làm dẻo vùng vật liệu cần hàn. Dưới đây là nguyên lý hàn ma sát xoay 9 Cơ năng chuyển Vật liệu vùng hàn Vật liệu tại vùng thành nhiệt năng dẻo hàn khuyết tán vào nhau dưới lực ép Hình 1. Hàn ma sát xoay[3] 1.1 Công nghiệp ô tô Với qui mô sản xuất hàng loạt lớn, đáp ứng yêu cầu 6 sigma và sự kết hợp đầy thách thức giữa nhôm rèn với nhôm đúc cho đến hợp kim magie đã cung cấp một nền tảng hiệu quả cho hàn ma sát khuấy.Đây là câu chuyện thành công của ESAB SuperStir đã ứng dụng hàn ma sát khuấy trong hàn khung ghế ô tô ở SAPA, Thụy Điển. Chuỗi sản xuất hoàn toàn tự động bộ phận xe hơi.2 Nghành ép đùn nhôm định hình Hàn hai hoặc nhiều tấm nhôm định hình để tạo thành tấm nhôm có kích thước phù hợp với yêu cầu thực tế bằng phương pháp hàn truyền thống thì rất khó khăn và cho nhiều phế phẩm hơn là sản phẩm.Đó là giới hạn về kích thước đùn và điều đặc biệt nữa là kết cấu nhôm đùn rất đa dạng.

Đây chính là thách thức lớn để tìm ra phương pháp cân bằng giữa kỹ thuật và kinh tế.Theo báo cáo của Conglin aluminum Corp ở Trung Quốc 10 có máy ép đùn nhôm 10 000 tấn có khả năng ép đùn rộng tới 970mm.Máy ép đùn này được sử dụng cho tàu cao tốc giữa sân bay Shanghai và thành phố Shanghai nhưng trên thực tế, khả năng có máy ép đùn này là rất hiếm. Kích thước và hình dáng đùn có trên thực tế ©SAPA, Sweden Với những thách thức từ thực tế sản xuất thì việc tích hợp ứng dụng hàn ma sát khuấy vào máy ép đùn là phương án tuyệt vời và cho nhiều năng suất nếu tích hợp nhiều đầu hàn trên máy ép đùn. Thiết bị hàn nhiều đầu cho nhôm đùn ©SAPA, Sweden 1.3 Công nghiệp đóng tàu Với phương pháp hàn có nhiệt đầu vào, ứng suất dư thấp đảm bảo các linh kiện hàn cho độ chính xác và trùng khích cao chỉ có ở hàn ma sát khuấy là ứng ứng cử viên trong công nghiệp đóng tàu.Thêm một tính năng quan trọng nữa là các sản phẩm hàn ma sát khuấy không cần tốn thời gian cho việc mài, đánh bóng và làm thẳng sau khi hàn.Các linh kiện được thiết kế phù hợp và sẵn sàng cho việc sử dụng trực tiếp sau khi hàn xong. Các thiết kế khả thi để hàn nhôm đùn có dạng rỗng ©SAPA, Sweden Khi sản xuất những tấm có diện tích bề mặt lớn mặt vách ngăn hoặc sàn , bên cạnh độ thẳng tấm cũng được phản ánh tầm quan trọng và giá thành sản phẩm được xem xét.Một trong những ứng dụng sớm nhất của hàn ma sát khuấy các tấm nhôm đùn được áp dụng trên thủy phi cơ Catamaran được tạo bởi Kvaerner Fjaellstrand.

Thủy phi cơ catamaran được ứng dụng hàn ma sát khuấy©SAPA, Sweden 1.4 Ứng dụng trong hàng không vũ trụ và hàng không dân dụng. Hàn ma sát khuấy lần đầu tiên được giới thiệu ở rộng rãi ở hội chợ Schweissen and Schneiden”vào năm 1997.Thiết bị hàn SuperStir™ #1 được Boeing mua lại để nghiên cứu và sử dụng trong phòng thí nghiệm.Bên cạnh đó, Boeing còn nhà tiên phong trong việc áp dụng công nghệ hàn ma sát khuấy vào công nghiệp chế tạo.Hàn ma sát khuấy được sử dụng để sản xuất thùng nhiên liệu tên lửa DELTA I và DELTA II giảm đáng kể về thời gian và giá thành sản phẩm. So với các mối ghép bàng đinh tán thì hàn ma sát giảm hơn 20% chi phí sản xuất.Nhiều chi tiết trong tên lửa được đánh giá rất cao không chỉ ở Boeing mà còn ở các công ty sản xuất hàng không vũ trụ và các thiết bị hàng không dân dụng 12 Hình 1.Máy hàn ma sát đứng của Boeing ở Decatur, USA có khả năng hàn với chiều dài là 12m và đường kính hàn lến đến 5m ©SAPA, Sweden 1.5 Ứng dụng trong nghiên cứu và phát triển hàng không vũ trụ (Aerospace R&D) Dưới áp lực thay thế đinh tán bằng hàn ma sát khuấy trong thời điểm này rất mạnh.Mối ghép đinh tán rất tốt nhưng rất tốn thời gian để thực hiện khoan lỗ.Vì vậy hàn ma sát khuấy có thể được nghiên cứu để đảm nhận vai trò mối ghép đinh tán cho các ứng dụng sau: - Hàn chồng (overlapping joints) - Hàn các tấm anod (welding of anodised plates) - Hàn hỗn hợp (overlapping joints) Tuy nhiên, hàn ma sát khuấy đang đối mặt với các tấm hàn bắt buộc anod với lí do không thay đổi màu khi anod.Rất khó khăn để hy sinh độ bền cơ học và đặc tính ăn mòn để có được màu sắc thích hợp.Một đơn vị tốt là cơ sở cho công việc nghiên cứu.Do đó, một số đơn vị nghiên cứu hàng không vũ trụ hàng đầu châu Âu đã mua các đơn vị có khả năng sản suất để phục vụ cho mục đích nghiên cứu và thiết kế(R&D) 13 EADS Ottobrunn in Germany EADS together with Alenia Spazio in Institute d’Soudure in Italy. Đơn vị nghiên cứu chế tạo thử nghiệm©SAPA, Sweden 1.2 Thiết bị hàn ma sát khuấy 1.1 Máy hàn ma sát khuấy Có 3 loại máy cơ bản có thể thực hiện quá trình FSW với các ưu điểm và nhược điểm khác nhau: 1.