Μελέτη συγκολλήσεων LASER και σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους

Abstract

Η τεχνική συγκόλλησης με laser είναι μια καινούργια μέθοδος που βρίσκεται στο στάδιο της έρευνας στον Ελληνικό χώρο. Έτσι θεωρήθηκε αναγκαίο να γίνει μια μελέτη της επιρροής της συγκόλλησης laser πάνω στις ιδιότητες των παραγόμενων υλικών, περισσότερο από την πλευρά της μεταλλογνωσίας, ώστε να πεισθεί ο ακαδημαϊκός και ο βιομηχανικός κλάδος για την δυνατότητα ανάπτυξης της τεχνικής συγκόλλησης με laser . Εξαιτίας του γεγονότος ότι δεν έχουν θεσπιστεί προδιαγραφές για την επιλογή των συνθηκών έπρεπε να βρεθούν εκείνες οι συνθήκες οι οποίες να δίδουν στη συγκόλληση του χάλυβα D36 την πλήρη διείσδυση, την μικροδομή και τις ιδιότητες που επιθυμούνται. Εξετάστηκαν 43 διαφορετικές συνθήκες και με βάση τα διάφορα κριτήρια επιλογής επιλέχθηκαν εφτά. Έγινε μελέτη της μικροδομής των επιλεγμένων δοκιμίων και χαρτογράφηση της μικροδομής στις διάφορες περιοχές της συγκόλλησης. Κατόπιν έγινε η παραμετρική ανάλυση και η μελέτη της επιρροής των διαφόρων παραγόντων πάνω στη συγκόλληση laser. Τέλος χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικά μοντέλα υπολογισμού του θερμοκρασιακού πεδίου, τα οποία κωδικοποιήθηκαν σε γλώσσα Fortran για την ευκολότερη χρησιμοποίησή τους. Πάρθηκαν τα θερμοκρασιακά πεδία και έγινε σύγκριση των θεωρητικών αποτελεσμάτων με τα πειραματικά. Η ανακάλυψη σφαλμάτων στις συμβατικές μεθόδους αλλά και τα προβλήματα που δημιουργούνται κατά την εκτέλεση των συγκολλήσεων laser, διαπιστώθηκαν, εξετάστηκαν και προτάθηκαν λύσεις για την επίλυσή τους. Το συμπέρασμα της μελέτης είναι ότι οι συγκολλήσεις laser δεν είναι ένας αναπτυγμένος κλάδος και χρειάζεται αρκετή μελέτη και συγκέντρωση όλων των εργασιών που έχουν γίνει τόσο από πλευράς μελέτης της μικροδομής όσο και από την σκοπιά της παραμετρικής ανάλυσης. Η πραγματοποίηση της συγκόλλησης laser για την ένωση των δύο ελασμάτων είναι αρκετά δύσκολη, όταν όμως πραγματοποιηθεί τότε κάνοντας την σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους, φαίνεται ότι τα πλεονεκτήματα είναι αρκετά. Την παραμετρική ανάλυση που έγινε υπάρχει η δυνατότητα χρησιμοποίησής και για διαφορετικά υλικά με παρόμοια χημική σύσταση και με διαφορετικό πάχος ελάσματος. Με την ανάπτυξη των θερμοκρασιακών μοντέλων υπάρχει η εκ των προτέρων δυνατότητα εκτίμησης της διείσδυσης και του πλάτους της λίμνης συγκόλλησης.