Picosecond laser shock peening of base Nimonic 263 material and laser welded Nimonic 263 alloy

Abstract

Kljucne reči: zavarivanje laserom, obrada laserom, ispitivanje zatezanjem, mikrostruktura,superlegura Ni Key words: laser welding, laser treatment, tensile testing, microstructure, superalloy Ni AbstractLaser welding is a welding process with a high energy density and numerous advantages over conventional welding methods (narrow heat affected zone, lower heat input, less distortion, and the like.) Mechanical treatment laser is an innovative technique for improving the properties of fatigue resistance, abrasion and corrosion resistance. In this paper, mechanically processed by laser two groups of samples; base materials and laser welded joints. Sheets made of Ni superalloy 2mm thick -millisecond Nd: YAG laser, while the mechanical treatment made picosecond Nd: YAG laser. Welds are tensile tested, and microstructure was observed by optical and scanning electron microscopy. The microhardness was measured by Vickers method with a load of 10 N. IzvodLasersko zavarivanje je proces zavarivanja sa velikom gustinom energije i mnogobrojnim prednostima u odnosu na konvencionalne metode zavarivanja (uska zona uticaja toplote, manji unos toplote, manja distorzija i sl.) Mehanička obrada laserom je inovativna tehnika kojom se poboljšavaju karakteristike otpornosti na zamor, habanje i otpornost na koroziju. U ovom radu, mehanički su obrađene laserom dve grupe uzoraka; osnovnog materijala i laserski zavarenih spojeva. Limovi superlegure debljine 2mm su zavareni milisekundnim Nd:YAG laserom, dok je mehanička obada obavljena pikosekundnim Nd:YAG laserom. Zavareni spojevi su ispitani zatezanjem, a mikrostruktura je posmatrana optičkim i skenirajućim elektronskim mikroskopom. Mikrotvrdoća je merena po Vikersu sa opterećenjem od 10 N. UvodNimonik 263 je superlegura nikla, projektovana za rad na visokim pritiscima i temperaturama. Ova superlegura ima dobru otpornost na koroziju, optimalne termičke karakteristike, kombinovane sa dobrom duktilnošću, otpornosti na puzanje i na zamor, kao i na otpornost na habanje [1][2][3]. U praksi se često koristi kada se od zavarenih spojeva očekuje bolja duktilnost. Lasersko zavarivanje je zavarivanje visoke gustine energije. Zavarivanje laserom nudi mnoge prednosti u odnosu na konvencionalne metode zavarivanja, a to su: visoka brzina zavarivanja, uska zona uticaja toplote, niska distorziju, jednostavnost automatizacije, mogućnost zavarivanja debelih preska u jednom prolazu i poboljšanu fleksibilnost dizajna [4][5][6][7][8]. Jedna od mnogih karakteristika laserskog zavarivanja je sposobnost zavarivanja bez dodatnog materijala. Mehanička obrada laserom (laser shock peening) je, za razliku od laserskog zavarivanja, mehanička obrada bez topljenja materijala. Ovom obradom se poboljšavaju karakteristike zamora materijala, otpornost na interkristalnu koroziju, otpornost na habanje i oksidaciju, kao i mehaničke osobine materijala. Ako se mehanička obrada laserom uspešno primenjuje, performanse zamora metalnih

Picosecond Laser Shock Peening of Nimonic 263 at 1064 nm and 532 nm Wavelength

“…The grain size mean values (Fm) were calculated using AutoCAD (2009, Autodesk, Mill Valley, CA, USA) according to the circle method presented by Shuman [21]. Elastic limit of impacted material of 480 MPa was determined in previous experiments [22].…”