Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nowe trendy w spawalnictwie, spawanie laserowe

Lonkwic Paweł, Chołuj Marcin, Usydus Grzegorz, Stelmachowicz Adrian, Krakowski Tomasz

Obróbka Metalu

|

2025

|

nr 2

24--32

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań własnych mających na celu zobrazowanie wytrzymałości doczołowych połączeń spawanych. Do badań wykorzystano próbki wykonane ze stali w gatunkach: 1.0038 (S235) oraz 1.4301 (X5CrNi18-10), które zostały zespawane czołowo metodami: TIG oraz laserową. Następnie poddano je zrywaniu na maszynie wytrzymałościowej. Porównywano wartości sił niszczących połączenia.

EN

In this paper the results of original research aimed at imaging the strength of welded joints were presented. For the research, samples made of steels marked: 1.0038 and 1.4301, which were welded by TIG and laser methods, were used. They were then subjected to tensile on a strength machine. In further work, the values of the destructive forces of the joints were compared.

2

Influence of laser beam oscillation on weld geometry and microstructure of aisi 304 stainless steel

Landowski Michał, Wolski Adrian, Stano Sebastian, Chrobak Grzegorz

Advances in Materials Science

|

2025

|

Vol. 25, nr 4(86)

92--112

EN

Laser welding, thanks to the use of oscillating heads, is finding increasing use in modern industry. Laser oscillating welding heads offer numerous advantages over traditional laser welding heads. Currently, industries where preparing components for laser welding was previously a significant challenge can now adopt this welding technique thanks to the use of oscillation. The ability to improve the properties of welded joints, autogenous welding, and a high level of process automation make laser welding technology a promising industry. Unfortunately, the complexity of multidimensional processes, already difficult to apply, combined with the wide range of possibilities for modifying beam oscillation, requires a deeper understanding of the impact of new laser welding parameters on the quality of welded joints for industrial implementation. This article presents the results of studies on the microstructure of austenitic stainless steel welded with a laser beam at various welding beam oscillation parameters. The welds were obtained using a ytterbium QCW (Quasi Continuous Wave) fiber laser autogenous (without the use of the filler material). The test material was 4 mm thick AISI 304 austenitic stainless steel sheets as delivered. The aim of this study was to investigate the effect of oscillation parameters such as frequency, amplitude, and shape used during laser welding on weld geometry. Statistical relationships between the studied variables were identified. Laser power exhibits strong positive correlations with key weld geometry parameters, particularly penetration depth (H: r = 0.66), weld face width (B: r = 0.79), and cross-sectional area (S: r = 0.80). In contrast, laser beam oscillation parameters show a negative correlation with penetration depth (H: r = −0.48) and a moderate correlation with weld face width (B: r = 0.56). Other oscillation related effects demonstrate only weak correlations (r ≤ 0.38) with weld geometry. Mathematical models describing these relationships were developed and their quality verified. The presented models enable the prediction of the transverse shape dimensions of welds based on known welding parameter values.

3

Możliwości i ograniczenia zastosowania procesu spawania laserowego, do łączenia odlewanych elementów manifold i turbiny silników spalinowych. CZ.2. Spawanie laserowe mieszka kompensacyjnego z kolektorem

Stano Sebastian, Anioł Radomir

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach

|

2024

|

T. 18

63--74

PL

W drugiej części artykułu przedstawiono wyniki badań technologicznych spawania laserowego elementów odzwierciedlających połączenie kolektora z mieszkiem sprężystym, stanowiących części zespołu manifold. Określono wpływ sposobu przygotowania elementów do spawania, mocy wiązki laserowej i kąta jej propagacji, położenia ogniska oraz rozmiarów ogniska wiązki na przebieg procesu spawania, jakość spoiny oraz głębokość wtopienia.

EN

The second part of the article presents the results of technological research on laser welding of elements reflecting the connection of the collector with the bellows spring, constituting parts of the manifold assembly. The influence of the method of preparing elements for welding, the power of the laser beam and its propagation angle, the location of the focus and the size of the beam focus on the welding process, the quality of the weld and the depth of penetration was determined.

4

Możliwości i ograniczenia zastosowania pro cesu spawania laserowego, do łączenia odlewanych elementów manifold i turbiny silników spalinowych. Cz.1 Spawania laserowe turbiny z mieszkiem kompensacyjnym

Stano Sebastian, Anioł Radomir

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach

|

2024

|

T. 18

49--62

PL

W pierwszej części artykułu przedstawiono wyniki badań technologicznych, dotyczących spawania laserowego elementów odzwierciedlających połączenie turbiny z mieszkiem sprężystym, stanowiących części zespołu manifold. Określono wpływ mocy wiązki laserowej, prędkości spawania, kąta propagacji wiązki, położenia ogniska oraz rozmiarów ogniska wiązki na przebieg procesu spawania, jakość spoiny oraz głębokość wtopienia.

EN

The first part of the article presents the results of technological research on laser welding of elements reflecting the connection of the turbine with the bellows spring, constituting parts of the manifold assembly. The influence of the laser beam power, welding speed, beam propagation angle, focus position and beam focus size on the welding process, weld quality and penetration depth was determined.

5

Meta-analysis of effect of laser welding parameter on tensile strength of different metals

Shafiq Muhammad Rohan

Welding Technology Review

|

2024

|

R. 96

27--33

EN

There are different methods of welding. This different welding is done on a variety of metals. In this paper, meta-analysis is done on laser welding, and studies are done on different metals. 232 research papers were selected based on the title. From these research papers, 47 research papers were selected based on the title. Finally, 16 studies are selected for meta-analysis. This selected data is normalized for the ANOVA test. In ANOVA test found that after welding ultimate tensile strength depend on power and before welding ultimate tensile strength, which verified by correlation plot. A forest plot is also plotted which shows that the data is significant. PCA analysis is done, which shows laser offset welding is irrelevant to welding ultimate tensile strength.

6

Analysis of the possibilities of implementing alternative methods of joining semifinished products in the production process of steel rims

Miturska-Barańska Izabela, Bornus Michał, Szadura Rafał

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2024

|

nr 4

28--36

EN

Assembly technology plays a crucial role in the manufacturing process, influencing the efficiency, quality, cost and lead time of production. Assembly technology in the manufacturing process encompasses all techniques and methods used to join components into a finished product. Depending on the industry and specific requirements, assembly technologies can include a variety of techniques, from traditional mechanical joints to advanced bonding, welding or soldering methods. The paper analysed the feasibility of implementing alternative methods of joining blanks in the steel wheel manufacturing process. Testing was carried out to replace the wheel rim flash welding process with laser welding. The effectiveness of laser welding was evaluated by testing prepared butt jointed sheet samples. Tests were carried out on two types of structural steel: S355MC and DD11, which were subjected to flash welding and laser welding. The specimens were subjected to strength and macrographic tests to analyse their structure and mechanical properties. The results showed that laser welding for DD11 steel leads to an increase in tensile strength, while for S355MC steel this strength is reduced. Statistical analysis showed no significant differences between the assembly methods used and the steel types. Macrographic tests confirmed the presence of oxides and other characteristics of the assembly methods used. The results suggest that the choice of the appropriate joining method can have a significant impact on the quality and durability of the final product, which is crucial in the context of steel wheel production.

PL

Technologia montażu odgrywa kluczową rolę w procesie produkcyjnym, wpływając na efektywność, jakość, koszty oraz czas realizacji produkcji. Technologia montażu w procesie produkcyjnym obejmuje wszystkie techniki i metody używane do łączenia komponentów w gotowy produkt. W zależności od branży i specyficznych wymagań, technologie montażu mogą obejmować różnorodne techniki, od tradycyjnych połączeń mechanicznych po zaawansowane metody klejenia, spawania czy lutowania. W pracy przeanalizowano możliwości wdrożenia alternatywnych metod łączenia półwyrobów w procesie produkcji felg stalowych. Przeprowadzono próby zastąpienia procesu zgrzewania iskrowego obręczy koła spawaniem laserowym. Skuteczność spawania laserowego oceniano badając przygotowane próbki blach łączonych doczołowo. Badania przeprowadzono na dwóch rodzajach stali konstrukcyjnej: S355MC i DD11, które zostały poddane zgrzewaniu iskrowemu oraz spawaniu laserowemu. Próbki poddano testom wytrzymałościowym oraz makrograficznym w celu oceny ich struktury i właściwości mechanicznych. Wyniki badań wykazały, że spawanie laserowe w przypadku stali DD11 prowadzi do wzrostu wytrzymałości na rozciąganie, podczas gdy w przypadku stali S355MC wytrzymałość ta ulega obniżeniu. Analiza statystyczna nie wykazała istotnych różnic między zastosowanymi metodami montażu a rodzajami stali. Badania makrograficzne potwierdziły obecność tlenków oraz inne cechy charakterystyczne dla zastosowanych metod montażu. Wyniki sugerują, że wybór odpowiedniej metody łączenia może mieć istotny wpływ na jakość i trwałość końcowego produktu, co jest kluczowe w kontekście produkcji felg stalowych.

7

Study on laser welding of a copper material and stainless steel

Wang Renping

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 9

963--967

EN

A com. fiber laser was used to weld Cu and stainless steel plates. The laser power was 2.2 kW, the welding speed 2.5 mm/s, the spot diam. about 0.5 mm, and the wire feeding speed 2-3.5 mm/s. Ar gas flow rate was 10 L/min. The weld produced was smooth and defect-free, the grain distribution was uniform and the mech. properties of the joint were high. The av. tensile strength of the welded joints was 984 MPa, and the av. yield strength of the joints was 351.4 MPa. The superior ity and potential of laser welding in dissimilar metal welding was evidenced.

PL

Do spawania płyt z miedzi i stali nierdzewnej użyto komercyjnego lasera światłowodowego. Moc lasera wynosiła 2,2 kW, prędkość spawania 2,5 mm/s, średnica plamki ok. 0,5 mm, prędkość podawania drutu 2-3,5 mm/s, a natężenie przepływu argonu 10 L/min. Uzyskana spoina była gładka i wolna od wad, rozkład ziarna był równomierny. Spoina miała dobre właściwości mechaniczne. Średnia wytrzymałość na rozciąganie spoin spawanych wynosiła 984 MPa, a średnia granica plastyczności spoin to 351,4 MPa. Udowodniono potencjał spawania laserowego w spawaniu różnych metali.

8

Zagrożenia oczu podczas ręcznego spawania laserowego - analiza metod wyznaczania ekspozycji na promieniowanie laserowe

Owczarek Grzegorz, Szkudlarek Joanna, Jachowicz Marcin, Okrasa Małgorzata

Bezpieczeństwo Pracy : nauka i praktyka

|

2024

|

nr 3

22-27

PL

Ręczne spawanie laserowe, które jest jednym z najnowszych rozwiązań w technologii spawalniczej, stwarza specyficzne zagrożenia zawodowe, zwłaszcza dla oczu spawaczy narażonych na szkodliwe promieniowanie optyczne. Pomimo powszechnego zastosowania tej technologii brakuje jednoznacznych i spójnych metod szacowania ryzyka zawodowego. Ten artykuł ma na celu wypełnienie owej luki poprzez analizę różnych metod wyznaczania maksymalnej dopuszczalnej i spodziewanej ekspozycji (MDE) na promieniowanie laserowe oraz określania wymaganego poziomu ochrony dla filtrów zabezpieczających przed promieniowaniem laserowym. Wyniki analizy mogą pomóc w tworzeniu skuteczniejszych protokołów bezpieczeństwa dla spawaczy wykonujących ręczne spawanie laserowe, co ma kluczowe znaczenie dla ich zdrowia i bezpieczeństwa.

EN

Manual laser welding, one of the latest advancements in welding technology, poses specific occupational hazards, particularly for welders' eyes exposed to harmful optical laser radiation. Despite the widespread use of this technology, there is a lack of clear and consistent methods for assessing occupational risk. This article aims to fill this gap by analyzing various methods of determining the maximum permissible and expected exposure to laser radiation, as well as defining the required protection level for filters protecting against laser radiation. The results of this analysis may assist in creating more effective safety protocols for welders conducting manual laser welding, which is crucial for their health and safety.

9

Laser Weld Seam Curved Path Effect on 6063 Aluminum Alloy Strength and Temperature Distributions: COMSOL Numerical Simulation

Cui Aiyong, Liu Haodong, Gao Shaodong, Wei Huakai, Zhao Jialei

Archives of Metallurgy and Materials

|

2024

|

Vol. 69, iss. 1

209--215

EN

To improve the welding performance of aluminum alloys, a thermal source model of an irregular weld seam was established. COMSOL software was used for numerical simulation of the weld seam geometry effect on the temperature and stress fields in laser welding, which results were experimentally validated. The results show that the ellipsoidal laser welding melted micropool exhibited quasi-steady-state temperature field characteristics. The temperature gradient and thermal stress showed an increase followed by a decline. The temperature fluctuation amplitude of the square-tooth-shaped weld seam exceeded that of the arc-toothshaped one. The temperature evolution of the broken line tooth-shaped weld seam showed a slightly increasing trend, except for the inflection point. The experimental average tensile strength of the weld seam was the highest, reaching about 210 MPa, i.e., roughly 85% of the base material (245 MPa), which coincided with the COMSOL-based temperature field simulation results. With increasing deformation amplitude and transition radius, the maximum tensile force, tensile strength, and elongation at fracture showed an increasing trend. However, the deformation amplitude should be below a certain limit because its increase elongates the welding path and reduces the distance between weld seams, resulting in serious heat accumulation. The tensile fracture morphology of the 6063-T6 base material was curved shear, with shallow toughness pits, small tearing edges at the edges, and small granular objects, indicating small plastic deformation during the fracture process. The tensile fracture of the welded part spanned the weld seam and the base material, and the fracture occurred along the tangent direction of the weld seam. The fracture surface was smooth, the tearing edges at the edge of the toughness pit shifted along the weld seam direction, forming many co-directional slip bands, with highly pronounced plastic deformation.

10

Laserowe spawanie stali niskowęglowej

Radek Norbert

Obróbka Metalu

|

2023

|

nr 2

29--37

PL

W pracy przestawiono badania wpływu wybranych parametrów spawania laserowego na własności mechaniczne spoiny. Badano wpływ dwóch parametrów: prędkości posuwu oraz mocy wiązki. Na badania własności spoiny oraz stref do nich przyległych składały się następujące pomiary: statycznej próby rozciągania i twardości oraz obserwacje mikroskopowe. Przeprowadzone badania wykazały, że spoiny otrzymane przy różnych parametrach spawania charakteryzują się zbliżonymi własnościami mechanicznymi.

EN

In the paper studies of the influence of selected laser welding parameters on the mechanical λproperties of welds is presented. The study examined the effect of two parameters: feed speed and beam power. The tests of the properties of the weld and the adjacent zones consisted of the following measurements: static tensile test, hardness and microscopic observations. A TRUMPF CO2 laser, Lasercell 1005 (wavelength λ = 10, 6 μm) was used for welding. The samples were made of 0,8 mm thick DC04 low carbon steel. The static tensile test was carried out on the LabTest 5. 20SP1 tensile and compressive test bench. The hardness tester NEXUS 4304 was used to the hardness tests. Microscopic observations were performed using a Joel scanning microscope type JSM-5400. Conducted tests show that welds obtained with different welding parameters are characterized by similar mechanical properties.

11

Laser welding of hot stamping blanks

Wróbel Ireneusz, Danielczyk Piotr

Mechanik

|

2023

|

R. 96, nr 4

37--41

EN

The article presents technological tests of laser welding of flat blanks of the same thickness, made of two types of hot-stamping steel. Special equipment for welding blanks was shown. Tests of laser welding of 2 mm thick blanks of two types of Usibor 1500 and Usibor 2000 steel with different parameters were carried out. Smooth tensile specimen were cut out of the welded blanks. The obtained microstructure and hardness tests were performed. The research results were discussed.

PL

W artykule opisano próby technologiczne laserowego spawania płaskich formatek o tej samej grubości, wykonanych z dwóch rodzajów stali do tłoczenia na gorąco. Pokazano oprzyrządowanie do spawania formatek. Przeprowadzono testy laserowego spawania formatek o grubości 2 mm z dwóch rodzajów stali - Usibor 1500 i Usibor 2000, przy różnych parametrach procesu. Z zespawanych formatek wycięto próbki wiosełkowe do badań wytrzymałościowych. Wykonano badania uzyskanej mikrostruktury oraz twardości. Omówiono wyniki badań.

12

Spawanie hybrydowe (HLAW) laser + mig złączy stopów aluminium z serii 6XXX

Urbańczyk Michał

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2023

|

Nr 1 (128)

109--113

PL

W artykule opisano zalety innowacyjnej metody spawania hybrydowego laser + MIG. Przedstawiono wyniki badań własnych dotyczących spawania hybrydowego złączy doczołowych 5+5 mm ze stopu aluminium EN AW 6082 oraz wyniki badań wytrzymałości uzyskanego złącza. Badania wykazały, że proces spawania hybrydowego pozwala uzyskać złącza charakteryzujące się równomiernym gładkim licem i prawidłowo uformowaną granią spełniając wymagania poziomu jakości B wg normy PN-EN ISO 10042. Przeprowadzone badania metalograficzne makroskopowe nie ujawniły pęcherzy gazowych w spoinie. Badanie złącza doczołowego blach z aluminium o grubości 5 + 5 mm wykazało, że spełnia ono wymagania normy PN-EN ISO 15614-14.

EN

The article presents the advantages of the innovative laser + MIG hybrid welding method. The article present shows the results of own research on the hybrid welding of 5+5 mm butt joints of aluminum alloy EN AW 6082 and the results of strength tests of the obtained joint. The research revealed that the hybrid welding process makes it possible to obtain quality butt joints with the uniform face and the properly formed root (meeting the requirements of quality level B according to PN-EN ISO 10042). The macroscopic tests carried out did not reveal gas pores in the weld. Testing of the butt joint of 5 + 5 mm thick aluminum plates showed that it met the requirements of PN-EN ISO 15614-14.

13

Numerical modelling of continuous laser welding of S355J2 steel using a volumetric heat source

Siwek Aleksander, Kąc Sławomir, Pikuła Janusz

Computer Methods in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, No. 4

45--56

EN

Numerical modelling of laser welding requires that numerous strongly coupled physical phenomena be taken into account. A laser is a source of welding heat characterized by the small size of the heating volume and the shape of the fusion zone has a marked impact on the quality of the weld. In this work, a conical heat source was used with geometrical parameters to give the appropriate profile of the fusion line. The use of the weld shape factor and the dependence of the power density on the linear welding energy increases the accuracy of matching the calculated shape of the fusion line. The heat source was tested for the continuous welding case of a sheet made of steel type S355J2. The CFD software ANSYS Fluent was used to calculate the welding model. The temperature field, calculated using the finite volume method, was used to calculate the phase composition and fusion zone profile tracking. The nodes of the model reaching the maximum solidus temperature of S355J2 steel, form the profile of the fusion zone. The laser welding model allows for tracking of the kinetics of phase transformations in the cooling stage. Continuous cooling transformation phase diagram data is loaded for the welded steel grade. The calculation results of the welding model were compared with the weld micrographs.

14

The assessment of the effect of technological conditions of the laser and hybrid welding of corrosion-resistant steels on welding fume emission

Wyciślik-Sośnierz Joanna, Matusiak Jolanta, Adamiec Janusz

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2023

|

Vol. 67, No. 3

26--34

EN

Corrosion-resistant steels are used in many industrial sectors, including the food, chemical, petrochemical, power engineering and the building engineering industry. Welding processes constitute the main method enabling the joining of corrosion-resistant steels. Typically, corrosion-resistant steels are joined using manual metal arc welding, gas-shielded metal arc welding (MIG/MAG), flux-cored arc welding, TIG welding and submerged arc welding processes. In turn, advanced welding processes include laser beam, hybrid (laser + arc), plasma arc and electron beam welding methods. The growing popularity of laser methods in enterprises has necessitated the determination of the effect of technological conditions on the emission of welding fume, i.e. the dominant risk factor when welding corrosion-resistant steels. In 2017, welding fume (formed through the condensation and oxidation of metal vapours) was rated among factors of proven carcinogenic effect (in accordance with the requirements of the International Agency for Research on Cancer (IARC).

PL

Stale odporne na korozję znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, m.in. spożywczym, chemicznym, petrochemicznym, energetycznym oraz w budownictwie. Główną metodą łączenia stali odpornych na korozję są procesy spawalnicze. Do klasycznych metod spawania tych stali zalicza się spawanie elektrodami otulonymi, spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazowej (MIG/ MAG), spawanie drutami proszkowymi, spawanie metodą TIG i spawanie łukiem krytym, natomiast do nowoczesnych metod spawania tych stali zalicza się spawanie: laserowe, hybrydowe (laser + łuk), plazmowe oraz elektronowe. To właśnie rosnący udział metod laserowych w przedsiębiorstwach spowodował konieczność określenia wpływu warunków technologicznych na wielkość emisji pyłu, bowiem jest to dominujące zagrożenie podczas spawania stali odpornych na korozję. Pył spawalniczy powstaje w wyniku kondensacji i utleniania par metalu. W 2017 roku został on zaklasyfikowany do grupy czynników o udowodnionym działaniu kancerogennym, zgodnie z wymogami Międzynarodowej Agencji Badań nad Rakiem (IARC).

15

Laser-welded joints made of steels 304L and 904L used in the automotive industry

Michta Grzegorz, Wilk Aleksandra

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2023

|

Vol. 67, No. 4

20--27

EN

The article presents results of tests concerning welded joints made of alloy steels AISI 304L and AISI 904L using a high-power Nd:YAG laser. Tests involving the joints and aimed to identify their mechanical properties included tensile tests and microhardness measurements. The research work discussed in the article also involved the performance of microstructural tests of the base materials and welds as well as fractographic examinations.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań złącza spawanego wykonanego ze stali stopowych AISI 304L i AISI 904L przy użyciu lasera Nd:YAG o dużej mocy. Na otrzymanym złączu przeprowadzono badania właściwości mechanicznych, które obejmowały statyczną próbę rozciągania i pomiary mikrotwardości. Wykonano także badania mikrostrukturalne materiałów rodzimych i samej spoiny oraz badania fraktograficzne otrzymanych przełomów.

16

Application of advanced welding methods in the production of rims for special purposes

Wojtaszak Maciej, Baluch Katarzyna, Łyczkowska Katarzyna, Urbańczyk Michał, Adamiec Janusz

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2023

|

Vol. 67, No. 2

14--23

EN

Special rims belong to structural elements determining the safety and service life of vehicles. Because of the fact that welded joints are integral parts of rims, the quality of the former affects the service life of the entire element. In turn, welding, as a special process, is decisive for the quality of joints. Advanced high-performance welding methods (such as laser or hybrid welding) can increase the efficiency and improve the quality of welded joints. The article presents results of technological tests involving the laser and hybrid welding of steel grades DD11 and DD14 (used in the production of rims). The reference technology was MAG welding. The welded joints were subjected to non-destructive and destructive tests. The test results revealed that both laser and hybrid welding enabled the obtainment of joints meeting strength-related requirements. However, the laser welding process led to the lowering of the weld face and the formation of significant weld porosity.

PL

Felgi specjalne należą do elementów konstrukcyjnych pojazdów decydujących o bezpieczeństwie i trwałości ich użytkowania. Złącza spawane są integralną częścią felgi, co powoduje, że od ich jakości zależy trwałość całego elementu. Spawanie jest procesem specjalnym, który decyduje o wykonanym złączu. Zwiększenie wydajności i jakości złączy spawanych mogą zapewnić nowoczesne, wysoko wydajne metody spawania, do których zaliczyć można spawanie laserowe i spawanie hybrydowe. W artykule przedstawiono wyniki prób technologicznych spawania laserowego i spawania hybrydowego stali stosowanych na felgi specjalne w gatunkach DD11 i DD14, przyjmując jako technologię odniesienia obecnie stosowany proces spawania MAG. Wykonano badania nieniszczące i niszczące połączeń spawanych. Na podstawie wyników tych badań stwierdzono, że zarówno spawanie laserowe, jak i hybrydowe zapewniają uzyskanie złączy spełniających kryteria wytrzymałościowe; w przypadku spawania laserowego ujawniono jednak zaniżenie lica spoiny oraz liczne pęcherze.

17

Influence of the Quality of Metal Sheet Edges After Strip Slitting Processes in Integrated Lines on the Quality of Laser Welds

Stańczyk Marcin

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no. 2

136--146

EN

This paper concerns issues related to the processes of sheet metal slitting and laser welding in technological lines. It includes a discussion of the industry needs and requirements for semi-finished products in the form of thin metal sheets. Furthermore, the basic technical solutions used in automatic strip slitting equipment and selected process parameters based on a specific material are described. The presented results were obtained on the basis of practical verification of the assumptions using newly designed devices implemented into production. The research material consisted of samples taken from S235JR sheet after strip slitting on an integrated slitting line and samples taken from a finished sideboard profile after laser welding. The welding process had been carried out using a CO2 laser, TruLaser Cell 1100, with a power of 4kW. Areas of a laser-welded joint were analysed for varied condition of the sheet edges at the production speed of 4m/min. Microscopic weld examination for the sheet edges without strains or burrs revealed a deep penetration at the level of 2355 µm, allowing to obtain a joint with a length of 1607 µm, a small heat-affected zone, and the correct structure. The paper shows possible problems and causes of their occurrence in industrial conditions.

18

Investigations of the structure and hardness of dissimilar steel-to-aluminum joints made using laser welding technology

Misiura Karolina, Konieczny Jarosław, Labisz Krzysztof, Boris Renata

Transport Problems

|

2022

|

T. 17, z. 1

73--86

EN

Since welding technology is currently used to assemble the frame of driver’s seats, it is important to develop laser welding technology for steel and aluminium. For this reason, the purpose of the present work was to examine the structure and selected properties of aluminium-steel joints using the example of an EN AW-6060 aluminium alloy and DC04 low-alloy steel welded in laser technology. Overlapping joints were made, weld type -following the hole laser welding method -laser beam (LB) using a high power disk laser (TRUMPF TruDisk3302), in which the active medium is a yttrium-aluminium crystal (YAG). Metallographic microstructure investigations were carried out using a light microscope from Carl Zeiss - Observer Z1m, and the weld microstructures were investigated using an SEM Supra 35 microscope, also from Carl Zeiss. The chemical composition analysis in micro-areas was carried out using an X-ray energy dispersion spectrometer from EDAX, which was a part of the SEM Supra 35. The hardness of the substrate material and the welded area was measured following the Vickers method using an FM-ARS 9000 micro hardness tester from Tokyo, Japan. It was found that there is a potential for commercial use of laser welding to make a low-carbon steel-aluminium alloy joint. During the formation of the weld in its microstructure, intermetallic compounds of the FexAly type were created, which significantly reduced the mechanical and plastic properties of the joint. The hardness of the weld created wasabout seven times higher than that of DC04 carbon steel. The choice of laser welding parameters (primarily, laser power and beam speed) significantly impacted the weld structure and properties.

19

Development of mathematical and numerical models for the analysis of overlap laser beam welding of dissimilar materials

Domański Tomasz, Piekarska Wiesława, Saternus Zbigniew, Kubiak Marcin

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2022

|

Vol. 21, nr 2

15--26

EN

The welding process of dissimilar materials causes a lot of technological issues related to different properties of materials of joined elements. Thermal conductivity is one of most important factors influencing the deformation of the weld. The change of thermal conductivity in the function of the temperature can produce various strains that cannot be predicted during construction design. Different structures of materials appear during joining of dissimilar materials as well as different characteristic zones of the joint and its mechanical properties. The most important is the proper identification of joint zones and the size of deformation at the production stage of welded construction. This work presents the numerical analysis of physical phenomena in overlap welding of two sheets made of S355 carbon steel and 304 austenitic steel using a laser beam. A three-dimensional discrete model is developed taking into account thermophysical properties changing with temperature. Temperature distribution and the shape of the welding pool is predicted on the basis of performer computer simulations. The influence of thermal load on the formation of stress and strain fields is determined.

20

Laser welding of high-strength steel S960QL

Kurc-Lisiecka Agnieszka, Lisiecki Aleksander

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2022

|

Vol. 66, No. 3

37--48

EN

The article discusses the results of tests concerning the effect of parameters used during the basic bead-on-plate laser welding (i.e. location of the laser beam focus, welding rate and linear welding energy) of 4.0 mm thick sheets made of high-strength steel S960QL on the quality and properties of simulated butt joints. The welding tests were performed using a YAG TruDisk 3302 Yb disk laser (TRUMPF) having a maximum output power of 3.3 kW and provided with a head focusing the laser beam spot to a diameter of 200 μm. The simulated butt welded joints were made without the filler metal, using a technique which consisted in the laser beam melting of sheets. Macroscopic and microscopic tests as well as impact strength tests, fractographic tests and microhardness measurements involved the cross-section of the simulated specimens.

PL

W artykule opisano wyniki badań wpływu podstawowych parametrów spawania laserowego (tj. położenia ogniska wiązki laserowej, prędkości spawania oraz energii liniowej spawania) blach o grubości 4,0 mm ze stali o wysokiej wytrzymałości S960QL na jakość i właściwości symulowanych złączy doczołowych. Próby spawania wykonano za pomocą lasera dyskowego Yb:YAG TruDisk 3302 firmy TRUMPF o mocy maksymalnej 3,3 kW z głowicą ogniskującą wiązkę do średnicy 200 μm. Symulowane złącza doczołowe blach spawano bez materiału dodatkowego techniką polegającą na przetapianiu blach wiązką laserową. Wykonano badania makro- i mikroskopowe, próby udarności, badania fraktograficzne oraz pomiary mikrotwardości na przekroju poprzecznym próbek.