Struktura materiału kompozytowego na osnowie stopów aluminium w obszarze krawędzi cięcia wiązką laserową

• Autorzy: Grabowski A. , Śleziona J. , Wieczorek J. , Dyzia M. , Wojtuszek S.

Warianty tytułu

EN

Structure of composite material based on aluminium alloys in zone of laser beam cutting

• Konferencja: "Zjawiska powierzchniowe w procesach odlewniczych" / międzynarodowa konferencja [VI; czerwiec 2004; Kołobrzeg,Polska]
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Materiałl kompozytowy AK12-SiC15% cięto wiązką lasera impulsowego CO2. Laserowe cięcie wykonano z użyciem gazu obojętnego - azotu - który wydmuchiwał stopiony materiał ze szczeliny cięcia. W skali makro na badanych po cięciu laserowym krawędziach AK12-SiC15% obserwowano charakterystyczne prążkowanie oraz krople zakrzepłego materiału kompozytowego przy dole krawędzi. Występowanie prążków i kropli wynika z większej lepkości materiału kompozytowego w porównaniu z lepkością materiału osnowy, w przypadku którego przy identycznych parametrach obróbki laserowej efekt prążków i kropel był znacznie mniejszy. W przeprowadzonych badaniach zmieniano parametry obróbki laserowej, takie jak: średnia moc wiązki laserowej, położenie ogniska wiązki laserowej względem górnej powierzchni obrabianego materiału kompozytowego, prędkość względna wiązki, odległość pomiędzy dyszą głowicy laserowej a obrabianą powierzchnią materiału, ciśnienie gazu towarzyszącego. Ustalono optymalne parametry obróbki laserowej zapewniające przecinanie materiału AK12-SiC15% o grubości do 6 mm wiązką impulsowego lasera CO2.

EN

Particle reinforced metal matrix composite AK12-SiC15% were cut on a CO(2) laser. The laser cutting was performed under a coaxial jet of nitrogen. Striation patterns on the cut surface and dross at the exit of the laser beam were observed. The melt of the AK12-SiC 15% is more viscous and thus results in a much greater amount of striation and dross compared to that obtained when machining the non-reinforced AK12-Mgl%. In a number of systematic experiments, the effect of cutting speed, average laser power, assist gas pressure, standoff distance were analyzed. Operating conditions that satisfy optimum cut quality up to 6 mm of the AK12-SiC15% could be identified.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty o osnowie stopów aluminium; cząstka ceramiczna; cięcie laserowe

EN

aluminium matrix composites; ceramic particles; laser cutting

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 24, nr 1 sp
• Strony: 89--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Grabowski A.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej

autor

Śleziona J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej

autor

Wieczorek J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej

autor

Dyzia M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej

autor

Wojtuszek S.

• Inżynieria Samochodów Specjalnych w Bielsku-Białej

Bibliografia

• [1] Allmen M., Blatter A., Laser-beam interactions with materials, Materials Science, Berlin, Springer 1998 .
• [2] Aluminium metal matrix composites technology roadmap, TRC Document 0032RE02, Aluminium Metal Matrix Composites Consortium - National Center for Manufacturing Sciences, Ann Arbor, Michigan, USA, May 2002.
• [3] Anthony R., Cline H., Surface rippling induced by surface-tension gradient during laser surface melting and alloying, J. Appl. Phys., 1977, vol. 48, no. 9, s. 3888-3894.
• [4] Dahorte N., Dwayen McCay T., McCay M.H., Laser processing of a SiC/Al-alloy metal matrix composite, J. Appl. Phys., 1989, 65 ( 12), s. 5072-5077.
• [5] Grabowski A., Nowak M., Śleziona J., Dobór parametrów obróbki laserowej kompozytu AK12SiC, w: IX Seminarium Naukowe "Nowe technologie i materiały w metalurgii i inżynierii materiałowej", Katowice 2001, s. 239-243.
• [6] Kaczmar J.W., Pietrzak K., Włosinski W., The production and application of metal matrix composite materials, J. Mater. Process. Technol., 2000, 106, s. 58-67.
• [7] Kincade K., Anderson S., Review and forecast of the laser markets, Laser Focus World, 2003, Vol. 39, Issue 12.
• [8] Klimpel A., Spawanie, zgrzewanie i cięcie metali, Warszawa, WNT 1999.
• [9] Manna A., Bhattacharayya B., A study on machinability of Al/SiC-MMC, J. Mater. Process. Technol., 2003, 140, s. 711-716.
• [10] Mazumder J., Conde O., Villar R., Steen W., Laser processing: Surface treatment and film deposition, New York, Kluver Academic Publisher 1996.
• [11] Müller F., Monaghan J., Non-conventional machining of particle reinforced metal matrix composite, J. Mater. Process. Technol., 2001, 118, s. 278-285.
• [12] Powell J., CO₂ laser cutting, Berlin, Springer 1993.
• [13] Śleziona J., Kształtowanie właściwości kompozytów stop Al-cząstki ceramiczne wytwarzanych metodami odlewniczymi, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, 1994, z. 47.
• [14] Śleziona J., Grosz A., Wieczorek J., Dytkowicz A., Wpływ preparacji cząstek Al₂O₃ i SiC na jakość zawiesiny metalowo-ceramicznej, w: IV Międzynarodowa Konferencja "Zjawiska powierzchniowe w procesach odlewniczych", Poznań-Kołobrzeg 1998.
• [15] Śleziona J., Hyla I., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Urantówka G., Odlewy kompozytowe o warstwowym rozmieszczeniu zbrojenia, Inżynieria Materiałowa, 1999, nr 3-4.