İnce Ti6Al4V Saçların Fiber Lazer ve TIG Kaynağı Sonrası Koordinat Ölçme Makinası (CMM) ile Deformasyonunun ve Mikroyapısal Analizinin Yapılması

Deformation and microstructural analysis of fiber laser and TIG welding of thin Ti6Al4V sheet by coordinate measurement machine (CMM)

Özet

Bu çalışmada, Ti6Al4V ince saçların kaynağında kullanılan darbeli fiber lazer ile tungsten ark kaynağı (TIG) arasındaki mekanik ve deformasyon özelliklerini karşılaştırmaya yönelik bir araştırma sunmaktadır. Ti6Al4V alaşımlı levhalar - 0,8 mm kalınlıkta - deformasyon ölçümleri için portatif Koordinat Ölçüm Cihazına (CMM) ve PC-DMIS yazılımına entegre edilmiş bir 3D lazer tarayıcı ile taranmıştır. Fiber lazer ve tungsten ark kaynağı kullanılan kaynak numunelerinde deformasyon paterni, artık çarpılmalar, kaynak geometrisi, mikroyapı ve mikro sertlik özellikleri karşılaştırılmıştır. TIG ile karşılaştırıldığında, fiber lazer ile kaynaklı numunelerde dar ısıdan etkilenmiş bölgeden (HAZ) dolayı, daha küçük deformasyonlara, ince mikro yapıya, yüksek Vickers sertlik ölçümlerine rastlanmıştır. Fiber lazer kaynağının Ti6Al4V alaşımına sahip levhaların kaynaklanmasında TIG kaynağından daha uygun olduğu sonucuna varılmıştır; Fiber lazerlerin küçük ışın odaklama özelliği sayesinde daha derin penetrasyon kaynağı sağladığı gözlemlenmiştir.

Abstract

This paper reports on a study to compare the mechanical and deformation properties of Ti6Al4V titanium alloy joints between apulsed fiber laser source and a tungsten inert gas (TIG) welding. Ti6Al4V alloy sheets - 0.8 mm thick-deformation modificationswere investigated via a 3D laser scanner integrated to a portable-arm Coordinate Measurement Machine (CMM) and PC-DMISsoftware. Deformation pattern, residual distortions, weld geometry, microstructure and microhardnes properties of the jointsproduced with fiber laser source and tungsten inert gas welding were compared. Compared with the TIG, the welded by fiber laserhas narrow heat affected zone (HAZ), small overall residual distortion, fine microstructure, high Vickers hardness. It can beconcluded that fiber laser welding is more suitable for welding the thin Ti6Al4V titanium alloy plate than TIG welding; due to thesmall beam focus characteristics of fiber lasers enabiling deep penetration welding.