بررسی اثر افزودن گاز دی اکسید کربن به گاز محافظ بر خواص جوش در جوشکاری لیزر پالسی Nd:YAG
الموضوعات :مصطفی جوکار 1 , فرشید مالک قاینی 2 , محمد جواد ترکمنی 3
1 - کارشناس ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، گروه مهندسی مواد، تهران
2 - استادیار، دانشگاه تربیت مدرس، گروه مهندسی مواد، تهران
3 - دانشجوی دکتری، مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران، تهران
الکلمات المفتاحية: جوشکاری لیزری, لیزر Nd:YAG پالسی, گاز محافظ آرگون, دی اکسید کربن,
ملخص المقالة :
استفاده از جوشکاری لیزری در صنایع بسیار وسیع است. نقش گاز محافظ در جوشکاری لیزر پالسی Nd:YAG با توجه به کوتاه بودن زمان ماندگاری مذاب در دماهای بالا متفاوت از نقش آن در سایر روش های جوشکاری ذوبی معمول است. در این پژوهش اثر افزودن گاز دی اکسید کربن به گاز محافظ آرگون بر خواص جوش لیزری فولاد کم کربن ST14 در راستای بهبود شکل جوش و کاهش هزینه های گاز محافظ بررسی شد. مشاهده شد افزایش درصد دی اکسید کربن در گاز محافظ موجب افزایش عمق نفوذ جوش و تشکیل فریت سوزنی در ساختار جوش می گردد. همچنین با افزایش درصد گاز دی اکسید کربن سطح شکست جوش از شکست ترد به مخلوطی از شکست نرم و ترد تغییر می کند. نتایج به دست امده حاکی از پتانسیل استفاده از گاز ارزان قیمت دی اکسید کربن در ترکیب گاز محافظ در جوشکاری لیزر پالسی Nd:YAG است.
[1] M. Yasunobu, H. Koji, K. Yukihisa& K. Junichi, “Welding Methods and Forming Characteristics of Tailored Blanks (TBs)”. NIPPON STEEL TECHNICAL REPORT, No. 88, pp. 39–43. 2003.
[2] D. Ashish& V. Jyoti, “A Novel Method for Lap Welding of Automotive Sheet Steel Using High Power CW CO2 Laser”, Proceedings of the 4th International Congress on Laser Advanced Materials Processing, 2006.
[3] K. A. Elijah, “Principles of laser materials processing”, John Wiley & Sons, New Jersey, 2009.
[4] F. Malek Ghaini, M. J. Hamedi. M. J. Torkamany & J. Sabbaghzadeh, “Weld metal microstructural characteristics in pulsed Nd: YAG laser welding”. Scripta Materialia, Vol. 56, pp. 955-958, 2007.
[5] M. C. Collur, “Alloying element vaporization and emission spectroscopy of plasma during laser welding of stainless steels”. PhD Thesis, Pensilvania State University, 1988.
[6] M. Beck, P. Berger & H. Hugel, “The effect of plasma formation on beam focusing in deep penetration welding with CO2 lasers”. J. Phys. D: Appl. Phys, Vol. 28, pp. 2430- 2449, 1995.
[7] D. Grevey, P. Sallamand, E. Cicala & S. Ignat, “Gas protection optimization during Nd: YAG laser welding”. Optics & Laser Technology, Vol. 37, pp. 647-651, 2005.
[8] S. Dadras, M. J. Torkamany & J. Sabbaghzadeh, “Spectroscopic characterization of low-nickel copper welding with pulsed Nd: YAG laser”. Optics and Lasers in Engineering, Vol. 46, pp. 769– 776, 2008.
[9] E. Biro, D. C. Weckman & Y. Zhou, “Pulsed Nd: YAG Laser Welding of Copper Using Oxygenated Assist Gases”, Metall Mater Trans A, Vol. 33, pp. 2019–2030, 2002.
[10] B. G. Chung, S. Rhee & C. H. Lee, “The effect of shielding gas types on CO2 laser tailored blank weldability of low carbon automotive galvanized steel”, Materials Science and Engineering,Vol. 272A, pp. 357–362, 1999.
[11] M. Ebrahimnia, M. Goodarzi, M. Nouri & M. Sheikhi, “Study of the effect of shielding gas composition on the mechanical weld properties of steel ST 37-2 in gas metal arc welding”. Materials and Design, Vol.30, pp.3891–3895, 2009.
[12] M. Glowacki, “The effects of the use of different shielding gas mixtures in laser welding of metals”. J. Phys. D- Appl. Phys, Vol. 28, pp. 2051-2059, 1995.
[13] U. Reisgen, M. Schleser, O. Mokrov & E. Ahmed, “Shielding gas influences on laser weldability of tailored blanks of advanced automotive steels”. Applied Surface Science, Vol. 257, pp. 1401–1406, 2010.
[14] Standard Methods of Tension Testing of Metallic Materials, Philadelphia: Annual Book of ASTM Standards, E. 8, Vol. 03.01, 1983.
[15] Standard Methods for Mechanical Testing of Welds, B4.0-85. International Standard Book Number: 87171-393-4, AWS Standard, 1992.
[16] National institute of standard and technology, http://physics.nist.gov/cigibin/atdata/lines_form [17] L.U. Shanping, F. Hidetoshi and N. Kiyoshi, "Effects of CO2 shielding gas additions and welding speed on GTA weld shape”. Journal of Materials Science, Vol. 40, pp. 2481-2485, 2005.
