روكش كاري اينكونل 718 با پودركاربيد تنگستن به روش پيشنشاني با استفاده از ليزر Nd:YAG

Preplaced laser cladding of WC powder on Inconel 718 by Nd:YAG laser

فرآيندهاي ليزري بهصورت گستردهاي جهت بهبود خواص سطحي قطعات و اجزا مورد استفاده قرار ميگيرند. فرآيند روكشكاري با استفاده از پرتو ليزر روش نسبتاً جديدي است كه ميتواند جهت بهبود خواص سطحي بهكار رود. در اين پژوهش، روكشكاري سطح سوپرآلياژ پايه نيكل اينكونل 718 توسط پودر كاربيد تنگستن به روش پيش نشاني با استفاده از ليزر Nd:YAG مورد بررسي قرار گرفته است. توان متوسط ليزر، عرض پالس، فاصلهي نقطهي كانوني از سطح قطعه و پارامترهاي پيشنشاني به عنوان پارامترهاي ورودي مي‌باشند؛ درحاليكه ميزان رقيق شدن پوشش، عمق ذوب شدگي از قطعه، ميزان تخلخل پوشش و تعداد تركهاي عرضي ايجاد شده در پوشش خروجي فرآيند ميباشند. نتايج تجربي نشان ميدهد كه چگالي انرژي ليزر بر روي سطح زيرلايه مهمترين پارامتري ميباشد كه تعداد تركهاي عرضي را تحت تاثير قرار ميدهد. همچنين تغيير ميزان توان متوسط ليزر بيشترين تاثير را بر روي ميزان رقيق شدگي پوشش و تخلخل آن دارد. بعلاوه، در روكشكاري سطوح بزرگتر، همپوشاني به ميزان 50% بين پاسهاي مجاور، بهترين نتايج را حاصل ميكند. نتايج تجربي نشان ميدهند كه با تنظيم دقيق پارامترهاي مربوط به روكشكاري ليزري ميتوان به يك پوشش مناسب دست يافت. با مقايسهي نتايج حاصل از اين روش و روشهاي سنتي ميتوان نتيجه گرفت كه روكشكاري ليزري ميتواند به عنوان يك روش جايگزين مناسب جهت ايجاد پوشش بر روي سطوح مواد مطرح گردد.

Laser processes are widely used for improvement of surface properties of parts and components.. Laser cladding, using laser as heat source, is an innovative method that can be used for improving surface properties. In this investigation, preplaced technique of laser cladding process of WC powder on Inconel 718 using pulsed Nd:YAG laser is studied. A number of parameters affect the energy density in the process, ultimately affecting the clad quality and geometry. In this study, laser average power, pulse width, focal distance, scanning speed and pre- placement factors are input parameters, while clad dilution, fusion depth, porosity and number of cracks are outputs. It is observed that hard phases are formed on Inconel surface in-situ by laser beam radiation and small changes are made in the substrate properties in a limited zone. Experimental results reveal that energy density of the laser beam is the most important factor affecting the number of cracks in laser cladding process. Also, dilution and porosity are considerably affected by laser average power. Furthermore, in multi-pass laser cladding process, 50% overlap between adjacent passes has good results. Experimental results show that by concise arrangement of input parameters, one can achieve an optimum clad layer. Thus, laser cladding process can efficiently supersede other conventional methods.