Zautomatyzowane spawanie stali nierdzewnej laserem gazowym CO2

• Autorzy: Lisiecki A. , Wójciga P. , Kurt-Lisiecka A. , Barczyk M. , Krawczyk S.

Warianty tytułu

EN

Automated welding of stainless steel using a CO2 gas laser

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań była analiza wpływu podstawowych parametrów zautomatyzowanego spawania laserowego złączy zakładkowych blach ze stali nierdzewnej AISI 304 o grubości 2,0 mm i 4,0 mm na jakość i własności złączy. Próby spawania wykonano za pomocą lasera gazowego CO2 TruFlow 4000 firmy Trumpf o mocy maksymalnej 4,0 kW i długości fali promieniowania 10,6 μm, techniką bez materiału dodatkowego. Badania wykazały, że możliwe jest zapewnienie poprawnego kształtu spoiny o korzystnej drobnoziarnistej strukturze i wąskiej strefie wpływu ciepła, lecz wymaga to precyzyjnego doboru parametrów spawania, głównie niskiej energii liniowej spawania oraz położenia ogniska wiązki laserowej względem górnej powierzchni złącza. Przeprowadzone pomiary mikrotwardości wykazały, że w wyniku spawania złączy zakładkowych laserem gazowym CO2 w obszarze spoiny następuje wzrost mikrotwardości w zakresie 230-240 HV0,2 w porównaniu do twardości materiału rodzimego (205-214 HV0,2). Wyniki badań wskazują, że pomimo względnie niskich energii liniowych spawania laserowego w zakresie od 60 do 160 J/mm złącza próbne charakteryzują się niższą umowną wytrzymałością na rozciąganie na poziomie ok. 60% w porównaniu do materiału rodzimego.

EN

The subject of the study was to analyze the influence of the basic parameters of automated laser welding of lap joints of stainless steel AISI 304 sheets 2.0 mm and 4.0 mm thick on the quality and properties of lap joints. The tests of welding have been conducted by the means of a CO2 gas laser TruFlow 4000 Trumpf with the maximum output power of 4.0 kW and a wavelength of 10.6 μm, applying the autogenous technique, i.e. without the additional material. The results have shown that it is possible to provide a proper shape of the weld with fine-grained structure and narrow heat affected zone, but it requires precise selection of the welding parameters, especially a low energy input as well as the position of laser beam spot relative to the top surface of joints. The microhardness measurements showed significant increase of microhardness in the weld zone of joints produced by CO2 gas laser up to 230–240 HV0.2, comparing to the microhardness of the base metal approx. 205–214 HV0.2. Results showed that beside relatively low energy inputs of laser welding in a range of 60 to 160 J/mm, the test joints are characterized by significantly lower tensile strength at the level about 60% compared to the strength of the base metal.

Słowa kluczowe

PL

spawanie laserem; laser gazowy CO2; stal AISI 304; złącza zakładkowe; własności złączy

EN

gas laser; laser welding; steel AISI 304; lap joints; properties of welded joints

• Wydawca: ELAMED Media Group
• Czasopismo: Stal, Metale & Nowe Technologie
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 7-8
• Strony: 25--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lisiecki A.

• Katedra Spawalnictwa, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska

autor

Wójciga P.

• Katedra Spawalnictwa, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska

autor

Kurt-Lisiecka A.

• Zakład Inżynierii Zarządzania, Wyższa Szkoła Bankowa, Chorzów

autor

Barczyk M.

• P.U.T. Firmus, Olkusz

autor

Krawczyk S.

• P.U.T. Firmus, Olkusz

Bibliografia

• 1. Stano S., Chrobak G.: Zrobotyzowane stanowisko do spawania laserowego. „Biuletyn Instytutu Spawalnictwa”, nr 3/2011, s. 23-26.
• 2. Kurc-Lisiecka A.: Spawanie laserowe złączy doczołowych z austenitycznej stali nierdzewnej AISI 304. „STAL Metale &Nowe Technologie”, nr 11-12/ 2016, s. 40-44.
• 3. Lisiecki A., Szarzec M., Striczek R., Kolebski W.: Spawanie laserowe blach ze stali drobnoziarnistej walcowanej termomechanicznie o wysokiej granicy plastyczności – cz. I. „STAL Metale &Nowe Technologie”, nr 3-4/2015, s. 101-102.
• 4. Lisiecki A., Szarzec M., Striczek R., Kolebski W.: Spawanie laserowe blach ze stali drobnoziarnistej walcowanej termomechanicznie o wysokiej granicy plastyczności – cz. II. „STAL Metale &Nowe Technologie”, nr 5-6/2015, s. 132-136.
• 5. Pilarczyk J., Banasik M., Stano S., Dworak J.: Centrum laserowe Instytutu Spawalnictwa – możliwości, badania i zastosowania przemysłowe. „Biuletyn Instytutu Spawalnictwa”, nr 5/2010, s. 44-50.
• 6. Arivazhagan N., Singh S., Prakash S., Reddy G.M.: Investigation on AISI 304 austenitic stainless steel to AISI 4140 low alloy steel dissimilar joints by gas tungsten arc, electron beam and friction welding. „Materials and Design”, 9/2011, pp. 3036-3050.
• 7. Kurc-Lisiecka A.: Spawanie laserowe złączy doczołowych z austenitycznej stali nierdzewnej AISI 304. „STAL Metale &Nowe Technologie”, nr 11-12/ 2016, s. 40-44.