Selection parameters overlaying welding laser steel powders chromium and nichrome with make use of the diode laser large power

• Autorzy: Bogdanowicz Z. , Grzelak K. , Kowalczyk S.

Warianty tytułu

PL

Dobór parametrów natapiania laserowego stali proszkami chromu i nichromu z wykorzystaniem lasera diodowego dużej mocy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work presents the results of research concerning the influence of parameters laser process melting the surface layer using powder of metal as a welding material. Facing by welding test were conducted on high-quality carbon steel commonly used on vehicles elements and on austenitic steel used on combustion engines elements. The powder of chromium of chemical constitution 99 percent Cr and powder of nichrome of chemical constitution 75 percent Ni, 20 percent Cr, 5 percent Al were used in this research. The process of the overlaying by welding was conducted with the use of HDPL diode laser of large power. Facing by welding process variables are: power of laser beam and quantity of passed powder. The results of influence of these parameters on shape and geometrical properties created layer are presented on graphs, which were based on metallographic pictures of microsection metallographic. The research for chosen samples was conducted on microhardness as well as analysis of structure obtained surfaces. The analysis of results of microhardness measurement permits to affirm the considerable growth of hardness of obtained surface in case of welding the surfaces by powder Cr as well as the fall of hardness in case of using the powder nicr in relation to the base material. The observation of microstructure showed the dendritic structure after surfaces by welding Cr and hardening the base material (steel 45) as a result of influence of the laser beam. The analysis of microstructure after surfaces by welding nicr showed the considerable porosity as well as a small influence on the structure of the base material, presented by an insignificant growth of crystallites in weld interface (the austenitic steel).

PL

W pracy opisano wyniki badań wpływu parametrów procesu laserowego przetapiania warstwy wierzchniej z użyciem, jako materiału natapianego, proszku metalu. W badaniach użyto proszku chromu o składzie 99%Cr oraz proszku ni-chromu o składzie 75%Ni, 20%Cr, 5%Al. Próby natapiania przeprowadzono na stali węglowej wyższej jakości, powszechnie stosowanej na elementy pojazdów mechanicznych oraz na stali austenitycznej wykorzystywanej na niektóre elementy silników pojazdów samochodowych. Proces natapiania przeprowadzono z użyciem lasera diodowego dużej mocy HDPL. Zmiennymi w procesie napawania były: moc wiązki lasera oraz ilość podawanego proszku. Wyniki wpływu tych parametrów na kształt i właściwości geometryczne utworzonej warstwy przedstawiono w postaci wykresów, na podstawie zdjęć metalograficznych zgładów poprzecznych wykonanych próbek. Dla wybranych próbek przeprowadzono badania mikrotwardości oraz analizę struktury uzyskanych warstw. Analiza wyników pomiaru mikrotwardości pozwala stwierdzić znaczny wzrost twardości uzyskanej warstwy w wypadku natapiania proszkiem Cr oraz spadek twardości w odniesieniu do proszku nicr w stosunku do materiału podłoża. Obserwacja mikrostruktury wykazała budowę dendrytyczną warstwy Cr oraz hartowanie materiału podłoża (stal 45) w wyniku oddziaływania wiązki lasera. Analiza mikrostruktury warstwy nicr wykazała znaczną porowatość oraz niewielki wpływ na strukturę materiału podłoża (stal austenityczna - nieznaczny rozrost ziaren w strefie przejściowej).

Słowa kluczowe

EN

diode laser; metal powders; surfacing by welding; structure; properties

PL

laser diodowy; proszki metalu; natapianie warstw; struktura; właściwości

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 3
• Strony: 73--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Bogdanowicz Z.

autor

Grzelak K.

autor

Kowalczyk S.

• Military University of Technology Faculty of Mechanical Engineering Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warsaw, Poland tel.: [phone], fax:[phone],

Bibliografia

• [1] De Damborenea, J. J., Laser processing of NiCrAlFe alloy: microstructure evolution, J. Of Mat. Science, 27 pp. 1271-1274, 1992.
• [2] Fasasi, A. Y., Roy, S. K., Galerie, A., Laser surface alloying of Ti-6Al-4V with silicon for improved hardness and high-temperature oxidation resistance, Materials Letters, Vol. 13, pp. 204-211, 1992.
• [3] Klimpel, A., Mazur. M., Podręcznik spawalnictwa, Wydawnictwo Pol. Śl. Gliwice, 2004.
• [4] Klimpel, A., Napawanie i natryskiwanie cieplne, Warszawa, 2000.
• [5] Kusiński, J., Lasery i ich zastosowanie w Inżynierii Materiałowej, Kraków, 2000.
• [6] Smoleńska, H., Kończewicz. W., Morphology studies of cobalt base clad layers produced by laser technology, Inżynieria Materiałowa, 3 pp. 493-496, 2004.
• [7] Sobiecki, J., Patejuk, A., Bogdanowicz, Z., Kowalczyk, S., Selected mechanical properties of glow discharge nitridet austenitic steel, Material Sience&Engineering, pp 198-202, 2004.
• [8] Woldan, A., Kusiński, J., Tasak, E., Kąc, S., Wpływ laserowego stopowania stali węglowej chromem na strukturę i własności warstwy wierzchniej, Inżynieria Materiałowa, 6 pp. 478-481, 2000.
• [9] Smoleńska, H., Morfologia napawanych warstw na bazie kobaltu po utlenianiu i korozji w gazach spalinowych, Problemy Eksploatacji, Vol. 1, 2006.