Wpływ strategii powierzchniowej obróbki laserowej na jej efektywność

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu hartowania laserowego stali 45. Do badań wykorzystano laser Nd:YAG pracujący w trybie ciągłym. Przeprowadzono analizę wpływu strategii obróbki na jej efektywność. Energochłonność procesu analizowano na podstawie wielkości strefy zahartowaniej uzyskanej w wyniku zastosowania pojedynczego przejścia wiązki laserowej, skanowania powierzchni i obróbki z oscylacyjnym ruchem wiązki względem materiału. Stwierdzono znaczące zwiększenie efektywności procesu w warunkach nagrzewania oscylacyjnego.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka laserowa, hartowanie powierzchniowe, oscylacje.

ABSTRACT: Laser hardening of the 45 carbon steel using Nd:YAG laser under CW operation mode, with linear and oscillatory laser beam motion perpendicular to the feed velocity (laser weaving) is analyzed in the paper. Application of laser weaving resulted in significant improvement in energy efficiency of the process, as compared to the simple linear motion and meander scanning.

KEYWORDS: laser processing, laser hardening, laser weaving.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Choi K.-D., Ahn Y.-N., Kim Ch., Weld strength improvement for Al alloy by using laser weaving method. ICALEO 2009, Paper 403.
• Radziejewska J., Laserowa modyfikacja właściwości warstwy wierzchniej wspomagana nagniataniem. Prace IPPT 3/2011, ISBN 978-83-89687-70-8.
• Mościcki T., Radziejewska J., Numerical simulation and experimental analysis of simultaneous melting and burnishing of 304 stainless steel with oscillatory laser heat source, Kovove Mater. 51, 1-8, 2013.
• Ready J. F. LIA handbook of laser material processing. Magnolia Publishing, 2001.
• Walsh C. A., Laser welding – literature review, Materials Science and Metallurgy Department, University of Cambridge, England, 2002. http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2011/laser_Walsh_ review.pdf (dostęp 2014-11-22).
• Quintino L., Costa A., Miranda R., Yapp D., Kumar V., Kong C.J., Welding with high power fiber lasers – A preliminary study. Materials and Design 28 1231–1237, 2007.
• Tadamalle A. P., Reddy Y. P., Ramjee E., Reddy V. K., Influence of welding speed on the melting efficiency of Nd:YAG laser welding. Advances in Production Engineering & Management, Volume 9, Number 3, September 2014, pp. 128 – 138. ISSN 1854 - 6250, http://dx.doi.org/10.14743/apem2014.3.182
• Meijer J., Laser beam machining (LBM), state of the art and new opportunities, Journal of Material Processing Technology, 149, 2-17, 2004.
• Antonov V., Iordanova I., Gurkovsky S., Investigation of surface oxidation of low carbon sheet steel during its treatment with Nd:Glass pulsed laser, Surface and Coatings Technology 160, 44–53, 2002,
• Nayak S., Wang H., Kenik E.A., Anderson I.M., Dahotre N. B., Observation of exothermic reaction during laser-assisted iron oxide coating on aluminum alloy, Materials Science and Engineering A 390, 404–413, 2005.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.y2015.iss1.art14