Nd:YAG Lazer ile Ti–6Al–4V Alaşımı Yüzey İşlemlerinde Atış Tekrarı ve Pik Gücünün Etkisi

Titanyum ve Titanyum alaşımları, yüksek mukavemet, düşük ağırlık oranı ve mükemmel korozyon direnci sebebiyle, medikal ve havacılık endüstrisi dahil olmak üzere birçok alanda başarıyla kullanılmaktadır. Bu alanlarda yapılan üretimler için uygulanan kaynak ve iyileştirme işlemleri için birçok teknik mevcuttur. Bu teknikler arasında, lazer kaynağı hassas ve hızlı işlem kabiliyeti sayesinde Titanyum alaşımları için çok önemli avantajlar sağlamaktadır. Darbe ya da atış şekli, enerji, süre, kaynak hızı, pik gücü ve frekans gibi Nd:YAG lazer parametereleri, doğrudan ya da dolaylı olarak kaynak dikiş kalitesini ve morfolojisini etkilemektedir. Bu çalışmada, 1.5 mm kalınlığında Ti6Al4V Titanyum alaşımı levha yüzeyi SigmaLaser®300 Nd:YAG tipi lazer kaynak cihazıyla işlenmiştir. Pik gücü ve frekans değerlerinin kaynak kalitesine, dikiş morfolojisine ve numune yüzeylerine etkisi incelenmiştir. Dikiş kalitesi, morfoloji ve mikro sertlik değerleri bakımından karekterize edilmiştir.

Effect of Pulse Repetition and Peak Power of Nd:YAG Laser for Surface Treatment on Ti–6Al–4V Alloy

Titanium and titanium alloys have led to a diversified range of successful application in various fields including the medical and aerospace industry due to the high strength to weight ratio and excellent corrosion resistance. Several techniques have been considered to achieve reliable welds and treatments for the fabrication of components in these industries. Among these techniques, laser welding can provide a significant benefit for the welding of titanium alloys because of its precision and rapid processing capability. The Nd:YAG laser parameters, such as pulse shape, energy, duration, welding speed, peak power and frequency of repetition, influence directly or synergistically the quality of pulsed seam welds and it’s morphology. In this study, 1.5 mm thick Ti6Al4V Titanium alloy sheet surface have been treated by SigmaLaser®300 type Nd:YAG pulsed laser. The influence of peak power and pulse frequency on weld quality, seam morphology and effects to the surface have been investigated. The seam quality has been characterized in terms of weld morphology and micro hardness.

___

  • S.H. Wang, M.D. Wei, L.W. Tsay. Tensile properties of LBW welds in Ti–6Al–4V alloy at evaluated temperatures below 450 ◦C. Mater. Lett. 57 (2003): 1815–1823.
  • G. Casalino, F. Curcio, F. Memola, C. Minutolo. Investigation on Ti6Al4V laser welding using statistical and Taguchi approaches. J. Mater. Process. Technol. 167 (2005): 422–428.
  • M. Akbari, S. Saedodin, D. Toghraie, R.S. Razavi, F. Kowsari. Experimental and numerical investigation of temperature distribution and melt pool geometry during pulsed laser welding of Ti6Al4V alloy. Optics &Laser Technology 59 (2014): 52–59.
  • E. Akman, A. Demir, T. Canel,T. Sınmazcelik. Laser welding of Ti6Al4V titanium alloys. J Mater Process Technol 209 (2009): 3705–3713.
  • J.E. Blackburn, CM. Allen, PA. Hilton, L. Li, MI. Hoque, KH. Khan. Modulated Nd: YAG laser welding of Ti–6Al–4V. Sci Technol Weld Joining. 15 (2010): 433–440.
  • S. Zhao, G. Yu, H. Xiuli, H. Yaowu. Microstructural and mechanical characteristics of laser welding of Ti6Al4V and lead metal. Journal of Materials Processing Technology 212 (2012): 1520– 1527.
  • Y.F. Tzeng. Process characterisation of pulsed Nd:YAG laser seam welding. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 16 (2000): 10–18.
  • Y.F. Tzeng. Parametric analysis of the pulsed Nd:YAG laser seam-welding process. J. Mater. Process. Technol. 102 (2000): 40–47.
  • J. Weldingh, JK. Kristensen. Very deep penetration laser welding—techniques and limitations. In: Proceedings of 8th NOLAMP Conference. 2001, Copenhagen, Denmark.
  • T.Y. Kuo, SL. Jeng. Porosity reduction in Nd–YAG laser welding of stainless steel and inconel alloy by using a pulsed wave. J. Phys. D: Appl. Phys. 38 (2005): 722–728.
  • S. Sundaresan, RGD. Janaki.. Use of magnetic arc oscillation for grain refinement of gas tungsten arc welds in alpha–beta titanium alloys. Sci. Technol. Weld. Join. 4 (1999): 151–160.
  • V.K. Balla, J. Soderlind, S. Bose, A. Bandyopadhyay. Microstructure, mechanical and wear properties of laser surface melted Ti6Al4V alloy. Journal of the mechanical behavior of biomedical materials. 32 (2014) 335-344.
  • Q. Yunlian, D. Ju, H. Quan, Z. Liying.. Electron beam welding, laser beam welding and gas tungsten arc welding of titanium sheets. Mater. Sci. Eng. A280 (2000): 177–181.
  • P. Wanjara, M. Brochu, M. Jahazi. Thin gauge titanium manufacturing using multiple-pass-electron beam welding. Mater. Manuf. Proc. 21 (2006): 439–451.
  • V.C. Kumar.. Process parameters influencing melt profile and hardness of pulsed laser treated Ti–6Al–4V. Surf. Coat. Technol. 201 (2006): 3174–3180.
Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Termo-Mekanik Yoğunlaştırma ve Isıl İşlemin Doğu Kayını (Fagus Orientalis L.) Odununun Bazı Fiziksel Özelliklerine Etkisi

Hüseyin PELİT, Abdullah SÖNMEZ

Çokyüzlü Konik Fonksiyonlar Temelli Bir İkili Sınıflandırma Algoritması

Nur UYLAŞ SATI

Bilişsel Radyo Kullanıcıları için Bulanık Mantık Yardımıyla Kanal Kullanım Olasılığı Hesabında Farklı Bir Yaklaşım

Muhammed BAYRAKDAR, Sümeyye BAYRAKDAR, İbrahim YÜCEDAĞ, Ali ÇALHAN

Doğu Anadolu’da Yetişen Bir Anason Türünün (Pimpinella tragium subsp. lithophila) Uçucu Yağ Analizi

Gülden DOĞAN, Şükrü HAYTA, Azize DEMİRPOLAT, Eyüp BAĞCI

Erken Yaşdaki Atık Betonların Geri Dönüşüm Agregası Olarak Beton Üretiminde Kullanılabilirliği ve Sürdürülebilirlik Açısından İncelenmesi

Can DEMİREL, Osman ŞİMŞEK

Işığın İç Mekan Peyzaj Tasarımında Etkileri

Aysun TUNA, Murat Ertuğrul YAZGAN, Parisa ALİASGHARİ KHABBAZİ

Mürekkep Giderme İşleminin Lazer Baskılı Ofis Kâğıtlarındaki Organik ve Anorganik Madde Miktarları Üzerine Etkileri

Selim KARAHAN, Arif KARADEMİR, Engin GÜVENDİ

Teknokent’lerde Geliştirilen Yazılım Projelerinin Risk Analizi ve Başarı Düzeyleri

M.Hanefi CALP, M. Ali AKCAYOL

Katı Atık Düzenli Depolama Sahalarının ve Vahşi Depolama Alanlarının Islahı ve Bitkilendirilmesi

Gümüş GÖKÇE, Pınar HASANOĞLU

Katı Yağlayıcı Katkılı Poliamid Mühendislik Polimerinin Mekanik ve Tribolojik Performanslarının İncelenmesi

Hüseyin ÜNAL, Salih YETGİN