Modyfikacja warstwy wierzchniej materiałów nieprzewodzących za pomocą metody GTAW

• Autorzy: Iwaszko J. , Kudła K. , Szafarska M.

Warianty tytułu

EN

Surface layer modification of non-conductive materials using the modified GTAW welding technique

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem pracy była adaptacja metody spawania GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) na potrzeby obróbki przetopieniowej nieprzewodzących powłok tlenkowych natryskiwanych plazmowo. Modyfikacji warstwy wierzchniej poddano złożone kompozycje tlenkowe na bazie ZrO2 oraz Al2O3, naniesione na podłoże stalowe metodą natryskiwania plazmowego. Wykazano, że proces przetapiania nieprzewodzących powłok tlenkowych można z powodzeniem prowadzić za pomocą spawalniczych źródeł ciepła, pod warunkiem przeprojektowania i doposażenia standardowego stanowiska spawalniczego. Efektem podjętych prac było opracowanie i skonstruowanie zestawu spawalniczego ze swobodnym łukiem niezależnym, w którym wyeliminowano czynny udział powłoki tlenkowej w procesie tworzenia łuku elektrycznego i jego stabilizacji. Wykazano ponadto, że zastosowanie zmodyfikowanej metody spawalniczej GTAW stanowi w pełni konkurencyjne rozwiązanie w stosunku do dominujących obecnie technologii laserowych.

EN

The primary objective of the study was to adapt the GTAW welding technique for the purposes of the surface remelting processing of non-conductive plasma sprayed coatings. Modification concerned the surface layer of complex oxide compositions based on ZrO2 and Al2O3, which had been applied onto a steel substrate using the plasma spraying technique. In the course of research it was demonstrated that the process of surface remelting of non-conductive oxide coatings may be successfully conducted using welding sources of heat provided that the standard welding station is previously redesigned and additionally equipped. The methodological and apparatus- related work undertaken led to the development and construction of a welding set with a free independent arc, in which the active participation of the oxide coating in the creation of the electric arc and its stabilization has been eliminated. Furthermore, it has been demonstrated that the modified GTAW welding technique is a fully competitive solution with respect to the currently predominant laser technologies.

Słowa kluczowe

PL

powłoki tlenkowe; metoda GTAW; obróbka powierzchniowa

EN

oxide coatings; GTAW method; surface treatment

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 2
• Strony: 153--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Iwaszko J.

autor

Kudła K.

autor

Szafarska M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska,

Bibliografia

• [1] Guozhi X., Jinxian Z., Yijun L., Ziyi H., Bing H., Dongjie Z., Keyu W., Pinghua L.: Influence of laser treatment on the corrosion properties of plasma-sprayed Ni-coated WC coatings. Applied Surface Science 253 (23) (2007) 9198-9202.
• [2] Colaco R., Gordo E., Ruiz-Navas E. M., Otasevic M., Vilar R.: A comparative study of the wear behaviour of sintered and laser surface melted AISI M42 high speed steel diluted with iron. Wear 260 (9-10) (2006) 949-956.
• [3] Kwok C. T., Cheng F. T., Man H. C.: Microstructure and corrosion behaviour of laser surface-melted high-speed steels. Surface and Coatings Technology 202 (2007) 336-348.
• [4] Yilbas B. S., Arif A. F. M., Gondal M. A.: HVOF coating and laser treatment: three-point bending tests. Journal of Materials Processing Technology 164-165 (2005) 954-957.
• [5] Kupczyk M., Jóźwiak K., Cieszkowski P., Libuda P.: Influence of laser heating on adhesion of CVD coatings to cutting edges. Surface Coatings and Technology 201 (2007) 5153-5156.
• [6] Nitkiewicz Z.: Wykorzystanie łukowych źródeł plazmy w inżynierii powierzchni. Seria Inżynieria Materiałowa 3, Wydawnictwo Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej (2001).
• [7] Bochnowski W., Leitner H., Major L., Ebner R., Major B.: Primary and secondary carbides in high-speed steels after conventional heat treatment and laser modification. Materials Chemistry and Physics 81 (2-3) (2003) 315-318.
• [8] Navas C., Vijande R., Cuetos M. J., Fernandez M. R., de Damborenea J.: Corrosion behaviour of NiCrBSi plasma-sprayed coatings partially melted with laser. Surface and Coatings Technology 201 (3-4) (2006) 776-785.
• [9] Lachowicz M., Dudziński W., Felba J., Haimann K., Pordez-Radziszewska M.: Analiza mikrostruktury warstw przetopionych wiązką elektronów w stopie Inconel 713C. Inżynieria Materiałowa 5 (147) (2005) 314-316 .
• [10] Werner K., Kolasiński Z.: Zmęczeniowe pękanie stali przy umocnieniu powierzchniowym techniką plazmową. Inżynieria Materiałowa 5 (147) (2005) 370-372.
• [11] Dobrzański L. A., Bonek M., Hajduczek E., Klimpel A.: Structure and properties of surface layers obtained by laser treatment of the hot-work tool steel. Inżynieria Materiałowa 3 (140) (2004) 564-567.
• [12] Dragos U., Gabriela M., Waltraut B., Ioan C.: Improvement of the oxidation behaviour of electron beam remelted McrAlY coatings. Solid State Sciences 7 (2005) 459-464.
• [13] Sieniawski J., Filip R., Ziaja W., Pleszakow E.: Kształtowanie mikrostruktury warstwy wierzchniej stopu tytanu Ti-6Al-4V przez przetopienie laserowe. Inżynieria Materiałowa 5 (130) (2002) 570-573.
• [14] Serbiński W., Zieliński A., Wierzchoń T.: Laser assisted forming of the surface layer of Al-Si alloy at cryogenic conditions. Inżynieria Materiałowa 3 (140) (2004) 656-658.
• [15] Kinal G., Waligóra W.: Wady w warstwie powierzchniowej żeliw po obróbce laserowej wraz z możliwością ich uniknięcia. Inżynieria Materiałowa 3 (151) (2006) 428-431.
• [16] Krishnan R., Dash S., Kesavamoorthy R., Babu Rao C., Tyagi A. K., Raj B.: Laser surface modification and characterization of air plasma sprayed alumina coatings. Surface and Coatings Technology 200 (2006) 2791- 2799.
• [17] Antou G., Montoavon G., Hlavka F., Cornet A., Coddet Ch.: Microstructure of partially stabilized zirconia manufactured via hybrid plasma spray process. Ceramics International 31 (2005) 611-619.
• [18] Ahmaniemi S., Vippola M., Vuoristo P., Mantyla T., Cernuschi F., Lutterotti L.: Modified thick thermal barrier coatings: Microstructural characterization. Journal of the European Ceramic Society 24 (2004) 2247- 2258.
• [19] Batista C., Portinha A., Ribeiro R. M., Teixeira V., Oliveira C. R.: Evaluation of laser-glazed plasma-sprayed thermal barrier coatings under high temperature exposure to molten salts. Surface and Coatings Technology 200 (2006) 6783-6791.
• [20] Wu Y. N., Zhang G., Feng Z. C., Zhang B. C., Liang Y., Liu F. J.: Oxidation behaviour of laser remelted plasma sprayed NiCrAlY and NiCrAlY-Al2O3 coatings. Surface and Coatings Technology 138 (2001) 56-60.
• [21] Antou G., Montoavon G., Hlavka F., Cornet A., Coddet Ch., Machi F.: Modification of ceramic thermal spray deposit microstructures implementing in situ laser remelting. Surface and Coatings Technology 172 (2003) 279-290.
• [22] Iwaszko J.: Kształtowanie struktury i składu fazowego przetapianych powłok tlenkowych ZrO2 i Al2O3. Seria Monografie nr 140, Częstochowa (2008).
• [23] Iwaszko J., Nitkiewicz Z., Sławuta K., Przerada I.: Remelting treatment of plasma sprayed coatings. Inżynieria Materiałowa 3 (140) (2004) 597-600.
• [24] Iwaszko J.: Surface remelting treatment of plasma-sprayed Al2O3 + 13 wt. % TiO2 coatings. Surface and Coatings Technology 201 (6) (2006) 3443- 3451.
• [25] Iwaszko J., Nitkiewicz Z.: Aspekty fazowe przetapiania powłok na baize ZrO2, Ceramika 61 (2005) 709-716.
• [26] Iwaszko J., Nitkiewicz Z.: Tekstura powłok ZrO2 natryskiwanych plazmowo i przetapianych laserem CO2 oraz metodą spawalniczą TIG, 49th Polish Crystallographic Meeting, Wrocław (2007) 249-250.
• [27] Iwaszko J.: Badania składu fazowego i naprężeń własnych w powłokach tlenkowych Al2O3+13wt. TiO2, Ceramika 103/1 (2008) 671-678.