Ανάπτυξη και εφαρμογή συγκολλήσεων laser σε επιβελτιωμένους χάλυβες

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η πραγματοποίηση συγκόλλησης συμβολής κυλίνδρου πάχους 6,1mm με την μέθοδο laser. Το υλικό του κυλίνδρου ήταν χάλυβας SAE8735. Η εργασία αποτελεί την συνέχεια και ολοκλήρωση μιας προηγούμενης μελέτης bead on plate στην ίδια περιοχή. Κρίθηκε αναγκαία η επανάληψη των συγκολλήσεων bead on plate για να επιτευχθεί μεγαλύτερο βάθος διείσδυσης στις πειραματικές συγκολλήσεις και να είναι πλέον εφικτή η πραγματική συγκόλληση συμβολής ώστε να υπάρξει μια πιο ολοκληρωμένη άποψη γύρω από το θέμα. Εξ αιτίας του γεγονότος ότι δεν υπάρχουν ορισμένες προδιαγραφές για την επιλογή των συνθηκών συγκόλλησης ακολούθησε μια εκτενής μελέτη bead on plate. Από τις πειραματικές συγκολλήσεις που πραγματοποιήθηκαν επιλέχθηκαν δύο σετ συνθηκών συγκόλλησης ως βέλτιστα και τελικά επιτεύχθηκε η συγκόλληση συμβολής με διπλή ραφή. Στα τελικά δοκίμια διενεργήθηκε ποιοτικός έλεγχος με στόχο να εξετασθεί η αξιοπιστία και ουσιαστικά η επιτυχία των συγκολλήσεων. Ο ποιοτικός έλεγχος περιελάμβανε καταστροφικές και μη καταστροφικές δοκιμές. Στα πλαίσια της βελτιστοποίησης των συνθηκών συγκόλλησης, πραγματοποιήθηκε παραμετρική μελέτη όπου μελετήθηκε η επιρροή των διαφόρων παραμέτρων της συγκόλλησης τόσο στο βάθος διείσδυσης όσο και στο εύρος της λίμνης συγκόλλησης. Το συμπέρασμα που προκύπτει από την μελέτη είναι ότι η συγκόλληση με laser έχει τη δυνατότητα να υποκαταστήσει την συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων για τη συγκεκριμένη εφαρμογή, αφού από τα αποτελέσματα του ποιοτικού ελέγχου προκύπτουν συγκρίσιμες τιμές αντοχών και μηχανικής συμπεριφοράς. Ωστόσο για πλήρη βιομηχανική εφαρμογή απαιτείται εξοπλισμός laser υψηλότερης ισχύος από αυτόν που διατέθηκε για την διεξαγωγή των πειραμάτων.