Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Laser welding of stainless steel

Kurc-Lisiecka A., Lisiecki A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2020

|

Vol. 98, nr 1

32--40

EN

Purpose: of this paper was to analyze the influence of the basic parameters of laser welding (i.e. laser beam power and welding speed, as well as energy input) of butt joints of the 2.0 mm thick stainless steel AISI 304 sheets on the weld shape and joint quality. Design/methodology/approach: The preliminary trials of simulated laser welding by melting the austenitic stainless steel sheets (the so called bead-on-plate welding), as well as the welding of the test butt joints, were carried out using the high-power diode laser (HPDL) ROFIN DL 020, without the additional material (the technique of autogenous welding). A crucial parameter that determines both the mechanical properties and the corrosive resistance of a joint (the region of a weld and HAZ - heat affected zone) in the case of stainless steels with austenitic structure is energy input, which should be kept at a minimum, and at the same time full penetration and a proper shape of the fusion zone should be ensured. The investigations included the macrostructure and microstructure observations by light microscopy, researches of mechanical properties in a static tensile test and also microhardness measurements made by Vickers method. Findings: The results have shown that it is possible to provide a proper shape of the weld of fine-grained structure and narrow heat affected zone, but it requires careful selection of the welding parameters, especially a low energy input. The microhardness measurements showed that the in case of welding the butt joints using the high-power diode laser in HAZ area a slight increase in microhardness to approx. 185HV0.2 compared to base material (160-169HV0.2) and a decrease in microhardness in the fusion zone (FZ) to approx. 140- 150HV0.2 have been observed. All welded sample broke from the joint during the testing at tensile stress between 585 MPa and 605 MPa with corresponding percentage elongation in the range of 45-57%. It can be found that the joints strength is not less than the strength of the base metal of 2.0 mm thick AISI 304 austenitic stainless steel sheet. Research limitations/implications: Studies of the weldability of stainless steels indicate that the basic influence on the quality of welded joints and reduction of thermal distortions has the heat input of welding, moreover the highest quality of welded joints of austenitic stainless steel sheets are ensured only by laser welding. Practical implications: The laser welding technology can be directly applied for welding of austenitic steel AISI 304 sheets 2.0 mm thick. Originality/value: Application of high power diode laser for welding of austenitic stainless steel AISI 304.

2

Zautomatyzowane spawanie stali nierdzewnej laserem gazowym CO2

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

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2017

|

nr 7-8

25--29

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.

3

Wybrane aspekty odkształcenia plastycznego na zimno stali AISI 304

Kurc-Lisiecka A.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2017

|

nr 5-6

14--21

PL

Celem badań była analiza wybranych technicznych i strukturalnych aspektów odkształcenia plastycznego na zimno w procesie walcowania blach ze stali AISI 304. Metodyka badawcza obejmowała obserwacje struktury na mikroskopie świetlnym, badania własności mechanicznych określone w statycznej próbie rozciągania i pomiary twardości. Analizę składu fazowego przeprowadzono na podstawie badań rentgenograficznych. Potwierdzono analityczną zależność granicy plastyczności badanej stali od stopnia gniotu w procesie walcowania, co ma istotne znaczenie praktyczne dla tej technologii wytwarzania blach cienkich ze stali austenitycznej. Przeprowadzone badania metalograficzne i rentgenowska analiza fazowa wykazały, że w walcowanej na zimno stali austenitycznej przy większych stopniach gniotu zachodzi bezpośrednia przemiana fazowa (γĺα’).

EN

The aim of the study was to analyze the chosen technical and structural aspects of cold deformation in the rolling process of the AISI 304 steel sheets. The investigations included observations of the microstructure on a light microscope, a study of mechanical properties during static tensile tests and hardness measurements. The analysis of the phase composition was carried out by means of an X-ray diffractometer. It was found that the value of the AISI 304 steel’s tensile strength, yield point and hardness increase as the degree of its deformation increases, but simultaneously the value of elongation decreases. The analytic dependence of the yield point of the investigated steel on the deformation degree under cold rolling pressing process has been confirmed. The determination of this relation is crucial for the technology and precise shaping the properties of the sheet metal of austenitic steel under the production stage. The conducted metallographic investigations and X-ray phase analysis show that the plastic deformation under the cold working of austenitic steel AISI 304 induces the direct phase transformation (γĺα’) in its structure.

4

Spawanie laserowe blach zimnowalcowanych ze stali nierdzewnej o strukturze austenitycznej AISI 304

Kurc-Lisiecka A.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2017

|

nr 1-2

60--64

PL

W artykule opisano wyniki badań wpływu parametrów procesu spawania laserowego blach ze stali nierdzewnej AISI 304 o grubości 1,2 mm walcowanej na zimno na jakość i właściwości złączy doczołowych. Próby spawania wykonano za pomocą lasera dyskowego TruDisk 3302 firmy TRUMPF o mocy maksymalnej 3,3 kW z głowicą ogniskującą wiązkę do średnicy 200 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. Przeprowadzone pomiary mikrotwardości wykazały, że w wyniku spawania złączy doczołowych laserem dyskowym du- żej mocy w obszarze SWC następuje wyraźny spadek mikrotwardości do ok. 250÷260 HV0,1 w porównaniu do materiału rodzimego (470÷500 HV0,1) oraz spadek mikrotwardości w środkowej części spoiny do ok. 210 HV0,1.

EN

The article describes the results of the research on the influence of the parameters of the laser welding of the cold rolled 1.2 mm thick stainless steel AISI 304 sheets on the quality and properties of butt joints. The tests of welding have been conducted by the means of a disk laser with maximum output power of 3.3 kW and a beam spot diameter of 200 μm, applying the autogenous technique, i.e. without additional material. The results have shown that it is possible to provide a proper shape of the weld of fine-grained structure and narrow heat affected zone, but it requires careful selection of the welding parameters, especially low energy input. The microhardness measurements have shown that as a result of the welding of butt joints using a high power disk laser, a significant decrease of microhardness, to approx. 250-260 HV0.1 takes place in the HAZ area, as compared to the base material (470-500 HV0.1), as well as a decrease in microhardness of the central part of the weld to approx. 210 HV0.1 have been observed.

5

Spawanie laserowe złączy zakładkowych ze stali AISI 304

Lisiecki A., Wójciga P., Kurc-Lisiecka A., Barczyk M., Krawczyk S.

Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych

|

2017

|

Nr 4 (38)

14--18

PL

Nieustająca chęć poprawy efektywności energetycznej i ekonomicznej procesów wytwarzania, jak również ograniczania emisji gazów cieplarnianych, zużycia materiałów konstrukcyjnych, przy jednoczesnym dążeniu do osiągnięcia wyższych wskaźników eksploatacyjnych konstrukcji oraz maszyn i urządzeń prowadzi do wdrażania nowoczesnych i zaawansowanych materiałów metalowych, polimerowych oraz kompozytowych. Jednak w dalszym ciągu najpowszechniej stosowaną grupą materiałów konstrukcyjnych są stale, takie jak np.: stale odporne na korozję o strukturze austenitycznej AISI 304 (gatunek X5CrNi18-10 wg PN-EN 10088-1.

6

Spawanie laserowe złączy doczołowych z austenitycznej stali nierdzewnej AISI 304

Kurc-Lisiecka A.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2016

|

nr 11-12

40--44

PL

Przedmiotem badań była analiza wpływu podstawowych parametrów spawania laserowego (tj. mocy wiązki laserowej i prędkości spawania oraz energii liniowej spawania) złączy doczołowych blach ze stali nierdzewnej AISI 304 o grubości 2,0 mm na kształt i jakość złączy. Wstępne próby symulowanego spawania laserowego poprzez przetapianie blach ze stali austenitycznej (ang. bead-on-plate welding), jak i spawania właściwych złączy próbnych wykonano przy użyciu lasera diodowego dużej mocy firmy ROFIN DL 020, techniką bez materiału dodatkowego. Krytycznym parametrem decydującym zarówno o własnościach mechanicznych, ale również odporności korozyjnej złącza (obszar spoiny oraz SWC) w przypadku stali nierdzewnych o strukturze austenitycznej jest energia liniowa spawania, która powinna być ograniczona do minimum, przy zapewnieniu pełnego przetopienia blach oraz poprawnego kształtu spoiny. Badania wykazały, że możliwe jest wykonanie laserem diodowym złączy doczołowych blach ze stali AISI 304 o grubości 2,0 mm o poprawnym kształcie i wysokiej jakości.

EN

The subject of the study was to analyze the influence of the basic parameters of laser welding (i.e. laser beam power and welding speed, as well as energy input) of butt joints of the 2.0 mm thick stainless steel AISI 304 sheets on the weld shape and joint quality. The preliminary tri-als of simulated laser welding by melting the austenitic stainless steel sheets (the so called bead-on-plate welding), as well as the welding of the test butt joints, were carried out using the high-power diode laser (HPDL) ROFIN DL 020, without the additional material (the technique of autogenous welding). A crucial parameter that determines both the mechanical properties and the corrosive resistance of a joint (the region of a weld and HAZ) in the case of stainless steels with austenitic structure is energy input, which should be kept at a minimum, and at the same time full penetration and a proper shape of the fusion zone should be ensured. The study have shown that it is possible to produce high quality butt joints of the 2.0 mm thick austenitic stainless steel AISI 304 sheets by means of diode laser.

7

XPS study of AISI 304 stainless steel surface layer after abrasive and electrochemical polishing

Rokosz K., Hryniewicz T.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2013

|

R. 14, nr 10

233-236

EN

The paper discusses the chromium compounds to iron compounds ratio of austenitic AISI 304 stainless steel after mechanical and electrochemical treatments. The tested stainless steel is widely used in many industries. The X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) studies show, that after electrochemical polishing EP there is much more chromium compounds in the passive layer than those after abrasive polishing MP and there is observed a significant increase in the Cr/Fe ratio after EP up to 2.4 versus MP (0.64).

PL

W artykule omówiono wpływ rodzaju polerowania, mechanicznego ściernego oraz elektrochemicznego, austenitycznej stali stopowej AISI 304 na zawartość związków chromu oraz żelaza w warstwie wierzchniej, jak i na ich stosunek Cr/Fe.Badana stal nierdzewna jest szeroko stosowana w wielu gałęziach przemysłu. Badania XPS pokazują, że po elektrochemicznym polerowaniu EP obserwuje się więcej związków chromu niż związków żelaza w warstwie wierzchniej. Obserwuje się również istotny wzrost stosunku Cr/Fe z 0,64 dla MP do 2,4 dla EP.

8

Korozyjne zachowanie się stali AISI 304 w zróżnicowanych ośrodkach alkalicznych

Hryniewicz T., Montemor F., Fernandes J. S., Kuszczak J.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 1

58-63

PL

Celem badań było ustalenie zachowania się korozyjnego zbrojenia ze stali AISI 304, stosowanego coraz szerzej w budownictwie, w obecności roztworów wapna budowlanego i cementu. Stal austenityczną AISI 304 poddano działaniu alkalicznych roztworów wodnych o składzie: 0,0IM NaOH+0,01M KOH wolnych od zawartości chlorków i z zawartością 3% NaCl. Wykładnik jonów wodorowych pH wynosił 10 lub 12.5. Do pomiaru korozji zostały użyte następujące metody elektrochemiczne: krzywe polaryzacyjne (PC), Elektrochemiczna Spektroskopia Impedancyjna (EIS) oraz przeprowadzono 24-godzinne pomiary spoczynkowego potencjału elektrod (OCP). Uzyskane wyniki badań są bardzo spójne i wskazują na szybszą samoodnowę warstewek pasywnych poddanych działaniu chlorków. Chlorki nie wywołują istotnych zmian w wartościach potencjału (korozyjnego i krytycznego) w porównaniu z wynikami próbek przebadanych w roztworach wolnych od zawartości chlorków. Stal AISI 304 lepiej znosi działanie roztworów o niższym pH. Obecność chlorków w roztworze pomaga w szybszym tworzeniu się warstewki pasywnej i jej ewentualnej autoodnowie w przypadku uszkodzenia. Badania wskazują, że chlorki przyśpieszają przejście Cr(III) do Cr(VI). Im dłużej stal AISI 304 przebywa w roztworze, tym bardziej warstewka utworzona na powierzchni stali wzmacnia się i stabilizuje, przez co jeszcze lepiej chroni powierzchnię.

EN

The purpose of the studies was to establish corrosion behaviour of AISI 304 stainless steel bars used as concrete reinforcement in construction. Austeni-tic stainless steel AISI 304 samples were put to the alkaline aqueous envi-ronment of composition: 0.01M NaOH+O.OlM KOH both free of chlorides and those containing 3% NaCl. The hydrogen ion exponent pH was 10 and 12.5. The following electrochemical methods have been used to investigate corrosion: polarization curves PC, Electrochemical Impedance Spectroscopy EIS, and 24-hour open circuit potential OCP studies. The obtained results are quite comprehensive and indicate on faster self-restoration of passive films under action of chlorides. The chlorides do not cause essential changes in the potential values, both corrosion and critical, in comparison with the results on samples studied in the solutions free of chlorides. The studies reveal that the AISI 304 SS better performs in the presence of solutions of lower pH. The occurrence of chlorides in solution enables faster formation of a passive film and its eventual auto-restoration in case of disruption. The presented investigation results indicate the chlorides accelerate transition of Cr(III) to Cr(VI) on steel surface. The longer steel AISI 304 sample remains in the solution, the morę and morę film formed on the steel surface strengthens and stabilizes resulting in better surface protection.