Investigation of temperature change during surface heating of MMC by laser beam

• Autorzy: Przestacki D. , Jankowiak M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper reports on experiments carried out for surface temperature measurements of aluminium alloy reinforced by silicon carbide (AI-SiC) heated by laser beam. The non-contact pyrometers operating on infrared radiation were used to determine a temperature. The present study investigates the influence of laser beam speed vt along the cylindrical surface of MMC on its temperature θ and determines temperature alterations of heated area by laser beam in function of angle rotation φ It was noticed that due to high thermal conductivity of matrix the heat area was cooled down rapidly and after rotation of sample by an angle φ = 90° its temperature decreased more than twice. The results showed that surface heated by laser beam effectively increases temperature in plane cutting zone, therefore it is possible to benefit from an integration of laser technology in turning process.

PL

W artykule zamieszczono wyniki pomiaru temperatury powierzchni kompozytu metalowo--ceramicznego (MMC) podgrzewanego wiązką lasera. Do pomiaru temperatury wykorzystano pirometry bezkontaktowe działające na zasadzie detekcji promieniowania podczerwonego. Celem badań było określenie wpływu prędkości przemieszczania się promienia laserowego v, po powierzchni walcowej MMC na jej temperaturę 0 oraz określenie zmiany temperatury nagrzewanego obszaru w funkcji kąta obrotu próbki. Stwierdzono, że z powodu dużej przewodności cieplnej osnowy badanego kompozytu następuje szybkie stygnięcie nagrzanej laserowo powierzchni i po obrocie próbki o kąt φ= 90° jej temperatura maleje kilkakrotnie. Wykazano, że podgrzewanie powierzchni kompozytu wiązką lasera podwyższa temperaturę w obszarze planowanego skrawania, dlatego wydaje się zasadna integracja lasera z toczeniem kompozytu metalowo-ceramicznego.

Słowa kluczowe

EN

temperature; laser assisted machining; metal matrix composites

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 31, nr 2
• Strony: 135--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Przestacki D.

autor

Jankowiak M.

• Institute of Mechanical technology, Poznan University of Technology

Bibliografia

• [1] Brun M.K., Lee M., Wear characteristics of various hard materials for machining SiC-reinforced aluminum alloy, Wear , 1985, vol. 104, p. 21-29.
• [2] Chadwick G.A., Health P.J., Machining metal matrix composites, Metals and Materials, 1990, vol. 2, p. 73-76.
• [3] Cronjage L., Merister D., Machining of fibre and particle-reinforced aluminium, Annals of the CIRP, 1992, vol. 41 (1), p. 63-66.
• [4] Dolauy F., Increasing focus on silicon carbide-reinforced aluminum composites, Light Metal Age, 1986, vol. 6, p. 7-14.
• [5] El-Gallab M., Sklad M., Machining of Al/SiCp metal matrix composites. Part 2. Workpiece integrity, Journal of Material Processing Technology, 1988, vol. 83, p. 277-283.
• [6] Hung N.P., Yeo S.H., Lee K.K., Chip formation in machining particle reinforced metal matrix composites, Materials and Manufacturing Processes, 1998, 13 (1), p. 85-100.
• [7] Inrahim I.A., Mohamed F.A., Lavernia E.J., Particulate reinforced metal matrix composites-a review, Journal of Materials Science , 1991, vol. 26, p. 1137-1156.
• [8] Kishawy H.A., Kannan S., Balazinski M., An energy based force model for orthogonal cutting of metal matrix composites, Annals of the CIRP, 2004, vol. 53 (1), p. 91-94.
• [9] Król G., Jankowiak M., Próba zastosowania termometru bezkontaktowego na podczerwień do pomiaru temperatury powierzchni toczonych zahartowanych stali, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 1996, vol. 16, nr 2, p. 41-49.
• [10] Quan Y., Bangyan Y., The effect of machining on the surface properties of SiC/Al composites, Journal of Materials Processing Technology, 2003, vol. 138, p. 464-467.
• [11] Przestacki D., Mazur P., Wzorcowanie termometrów bezkontaktowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej, Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją 2006, nr 3, p. 45-50.
• [12] Przestacki D., Jankowiak M., Effect of changing laser heated conditions on surface temperature, in: 11th International Conference Technology 2009, Bratislava 2009, Slovakia, p. 230-234.
• [13] Songmene V., Balazinski M., Machinability of graphitic metal matrix composites as a function of reinforcing particles, Annals of the CIRP, 1999, vol. 48 (1), p. 77-80.
• [14] Tmoac N., Tonnessen K., Machining of particulate aluminium matrix composites, Annals of the CIRP, 1992, vol. 41 (1), p. 55-58.
• [15] Weinert K., A consideration of tool wear mechanism when machining metal matrix composites, Annals of the CIRP, 1993, vol. 42 (1), p. 95-98.