Laser Welding Characterization of 5083 Aluminum Alloys

Abstract

Alüminyum alaşımları düşük ağırlık, yüksek mukavemet ve korozyon direnci özellikleri sayesinde havacılık ve savunma sanayi uygulamaları için ilgi çeken malzemelerdir. Bununla birlikte, yüksek termal iletkenlik, düşük viskozite ve zayıf emilim özellikleri; kaynak sırasında gözenekler, çatlaklar ve lekeler gibi kaynak hatalarına yol açar. Alüminyum lazer kaynağının kalitesini artırmak ve oluşan gözenekleri azaltmak için çeşitli yöntemler uygulanmıştır. Önceki çalışmalarda, 5083 alüminyum alaşımları için lazer gücü, kaynak hızı ve yüzey işlemleri gibi parametrelerin kaynak kalitesi üzerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca, yüksek frekans seviyelerinde uygulanan salınım (yalpalama) şeklinin, çeşitli alüminyum alaşımlarının kaynak kalitesi üzerine etkileri çalışılmıştır. Bu çalışmada, "8" şeklinde düşük frekanslarda salınım tekniğinin, 5 mm kalınlığında 5083 alüminyum alaşımının kaynak kalitesi üzerindeki etkileri ilk kez araştırılmıştır. Testler, 25 ile 125 Hz arasında değişen beş farklı frekans seviyesinde, 3.0 ve 3.5 kW lazer güçleri altında, 0, -1 ve -2 mm olarak üç farklı odak noktası pozisyonunda gerçekleştirilmiştir. Kaynak kalitesi, gözle muayene, sıvı penetrant ve radyografik inceleme gibi tahribatsız muayene yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Ek olarak, mekanik özellikler çekme ve sertlik testleri kullanılarak belirlenmiştir. Mikroyapılar dijital video kamera ve optik mikroskop ile incelenmiştir. Sonuçlar, odak noktası konumundan bağımsız olarak 3 kW lazer gücünde ve 125 Hz frekansta, düşük penetrasyon derinliğine ve neredeyse gözeneksiz yapıya sahip kaynak yapısının elde edilebildiğini ortaya koyulmuştur.