Analiza eksperymentalno - numeryczna procesu laserowego hartowania stali

• Autorzy: Bień A. , Szot A.

Warianty tytułu

EN

Numerical and Experimental Analysis of Laser Hardening Process of Steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przeanalizowano możliwość połączenia metod analitycznych i nmerycznych z metodami eksperymentalnymi, dla analitycznego opisu grubości warstwy przetopionej, w procesie laserowego hartowania stali. Rozważono wpływ na głębokość przetopienia materiału dwóch zmiennych niezależnych - mocy wiązki laserowej i prędkości jej przesuwu. Pozostałe parametry obróbki, t. średnica wiązki, jej mod poprzeczny (zastosowano mod TEM10), tryb działania lasera (działanie ciągłe) i sposób przygotowania powierzchni nie ulegaly zmianie. Proponowana metoda pozwala na ograniczenie liczby doświadczeń do niezbędnego minimum, umożliwiającego wprowadzenie korekty wyników obliczeń. Konieczność tej korekty powodowana jest faktem niemożliwości dokładnego określenia wprowadzanego do obliczeń współczynnika absorpcji powierzchni, mającego duży wpływ na wartości temperatur uzyskiwanych w warstwie wierzchniej materiału. Otrzymano dobrą zgodność obliczeń z wynikami doświadczeń, co potwierdza przydatnść metody elementów skończonych (MES) do modelowania procesów laserowej obróbki powierzchni.

EN

The possibility of combining the analytical and numerical methods with an experimental estimation of melted zone depth created during laser hardening process of steel was analysed. An influence of two independent parameters, i.e. power and tracking speed of laser beam, onto melted layer depth was considered. The other parameters such as beam diameter and its mode (TEM10), working regime of laser (continuous weave) and specimen surface preparation were always the same. The proposed method makes possible to reduce the number of experiments to a necessary minimum enabling to correct the computation results. The necessity of this correction arises from impossibility of precise definition of surface absorption coefficient which ought to be introduced into computation and which has a great effect on the calculated value of surface layer temperature. A good compactibility with the experimental results was achieved, that confirms the usefulness of FEM application for modelling of laser processes of surface treatment.

Słowa kluczowe

PL

hartowanie stali

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2004
• Tom: Nr 1
• Strony: 28--34
• Opis fizyczny: 7 rys., 2 tabele, 9 bibliogr.

Twórcy

autor

Bień A.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn

autor

Szot A.

• Instytut Lotnictwa, Warszawa

• Uniwersytet Warmińsko - Mazurski, Olsztyn

Bibliografia

• [1] Dokumentacja użytkowa programów MSC/Nastran i MSC/Patran.
• [2] Duley W. W.: Laser processing and analysis of materials. Plenum Press, New York 1983.
• [3] Kusiński J. : Zmiany struktury i własności mecha¬nicznych stali pod wpływem obróbki laserowej. Pra¬a habilitacyjna, „Metaloznawstwo i Odlewnictwo" 1989,3.132.
• [4] Mańczak K. : Technika planowania eksperymentu. WNT, Warszawa 1976.
• [5] Polański Z: Planowanie doświadczeń w technice. PWN, Warszawa 1984.
• [6] Touloukian Y. S.: Thermophysical propertieś of master, vol. 1, 4, 10. Thermophysical Propertieś Research Center, Purdue University, New York 1970-73.
• [7] Szarguta J.: Modelowanie numeryczne pól temperatury. WNT, Warszawa 1992.
• [8] Staub F. i inni: Metaloznawstwo. Wydawnictwo ŚLĄSK, Katowice 1978.
• [9] Bień A.: Analysis of the effects of laser treatment parameters influence on the thickness of a hardened layer steel. Technical Sciences No 6, 2003, p.149-157. Wydawnictwo UWM, Olsztyn.