ВСТАНОВЛЕННЯ ВПЛИВУ СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ РЕЖИМІВ НА ФОРМОУТВОРЕННЯ НАПЛАВЛЕНОГО ШАРУ ПРИ ЛАЗЕРНОМУ НАПЛАВЛЕННІ НА ТОНКОСТІННУ ОСНОВУ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.3.16Ключові слова:
лазерне наплавлення, тонкостінна основа, високолеговані сталі, технологічні режими.Анотація
Тонкостінні деталі широко використовуються в авіапромисловості, двигунобудуванні, а також в інших сферах промисловості. Такі деталі часто потребують виготовлення конструктивних елементів, які можна отримати за допомогою багатьох технологій, включаючи лазерне наплавлення. При використанні технологій наплавлення конструктивних елементів на тонкостінну основу, деталі постійно проходять через циклічну термообробку. Зміна градієнта температури протягом тривалого часу сприяє можливому утворенню додаткових внутрішніх напружень, що може призвести до утворення тріщин та деформацій на тонкостінних деталях. Крім того, під впливом різних факторів, що впливають на деталь під час її кінцевої механічної обробки, тонкостінні деталі можуть деформуватися, що може знизити точність виробництва, а також можуть призвести до утворення додаткових напружень в матеріалі. У даний час основними проблемами, що є актуальними під час вивчення даного технологічного процесу є аналіз впливу параметрів обробки та швидкого змінного температурного циклу на мікроструктуру і геометричні характеристики треків наплавленого матеріалу, а також контроль накопичення теплового і залишкового напруження. Завданням даної роботи є вивчення ступеню впливу характеристик робочих циклів лазерного випромінювання на геометричні параметри наплавлених об’ємних елементів на тонкостінних деталях відповідальних конструкцій. Після проведення ряду експериментальних робіт та аналізу їх результатів було визначено певні залежності впливу характеристик робочих режимів лазерного технологічного комплексу на формоутворення та геометричні характеристики наплавленого шару при лазерному наплавленні на тонкостінну основу, а також обрано оптимальні характеристики для робочого режиму. Даний робочий режим було використано для подальшої роботи з створення технологічних рекомендацій для лазерного наплавлення на тонкостінну основу.
Посилання
Del Sol I., Rivero A., López de Lacalle L. N., Gamez A. J. Thin-wall machining of light alloys: A review of models and industrial approaches. Materials. 2019. Vol. 12, No. 12. P. 2012. URL: https://doi.org/10.3390/ma12122012
Sokolovskyi M., Bernatskyi, A. Developmental review of metal additive manufacturing processes. History of Science and Technology. 2023. Vol. 13, No. 2. P. 334-356. URL: https://doi.org/10.32703/2415-7422-2023-13-2-334-356
Zheng M., Wei L., Chen J., Zhang Q., Zhang G., Lin X., Huang W. On the role of energy input in the surface morphology and microstructure during selective laser melting of Inconel 718 alloy. Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 11. P. 392-403. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.01.024
Jiang H., Li Z., Feng T., Wu P., Chen Q., Feng Y., Chen L., Hou J., Xu H. Effect of process parameters on defects, melt pool shape, microstructure, and tensile behavior of 316L stainless steel produced by selective laser melting. Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2020. Vol. 34, No. 4. P. 495-510. URL: http://dx.doi.org/10.1007/s40195-020-01143-8
Zheng M., Wei L., Chen J., Zhang Q., Zhong C., Lin X., Huang, W. A novel method for the molten pool and porosity formation modelling in selective laser melting. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2019. Vol. 140. P. 1091-1105. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.06.038
Zheng M., Wei L., Chen J., Zhang Q., Li J., Sui S., Wang G., Huang W. Surface morphology evolution during pulsed selective laser melting: Numerical and experimental investigations. Applied Surface Science. 2019. Vol. 496. P. 143649. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.143649
Safdar A., He H., Wei L., Snis A., Chavez de Paz,L. Effect of process parameters settings and thickness on surface roughness of EBM produced Ti‐6Al‐4V. Rapid Prototyping Journal. 2012. Vol. 18. No. 5. P. 401-408. URL: http://dx.doi.org/10.1108/13552541211250391
Wang L., Wei Q., Shi Y., Liu J., He W. Experimental Investigation into the Single-Track of Selective Laser Melting of IN625. Advanced Materials Research. 2011. Vol. 233-235. P. 2844-2848. URL: http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.233-235.2844
Trelewicz J., Halada G., Donaldson O., Manogharan G. Microstructure and corrosion resistance of laser additively manufactured 316L stainless steel. JOM. 2016. Vol. 68. No. 3. P. 850-859. URL: http://dx.doi.org/10.1007/s11837-016-1822-4
AlMangour B., Grzesiak D., Yang J. Scanning strategies for texture and anisotropy tailoring during selective laser melting of TiC/316L stainless steel nanocomposites. Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 728. P. 424-435. URL: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.08.022
Zhao C., Bai Y., Zhang Y., Wang X., Xue J., Wang H. Influence of scanning strategy and building direction on microstructure and corrosion behaviour of selective laser melted 316L stainless steel. Materials & Design. 2021. Vol. 209. P. 109999. URL: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109999
Ji H., Gupta M., Song Q., Cai W., Zheng T., Zhao Y., Liu Z., Pimenov D. Microstructure and machinability evaluation in micro milling of selective laser melted Inconel 718 alloy. Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 14. P. 348-362. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.06.081
Sander G., Thomas S., Cruz V., Jurg M., Birbilis N., Gao X., Brameld M., Hutchinson C. On the corrosion and metastable pitting characteristics of 316L stainless steel produced by selective laser melting. Journal of the Electrochemical Society. 2017. Vol. 164. No. 6. P. C250-C257. URL: http://dx.doi.org/10.1149/2.0551706jes
