RU1803841C - Method of detection of flaws in metal articles with machining of their surfaces - Google Patents
Method of detection of flaws in metal articles with machining of their surfacesInfo
- Publication number
- RU1803841C RU1803841C SU874346642A SU4346642A RU1803841C RU 1803841 C RU1803841 C RU 1803841C SU 874346642 A SU874346642 A SU 874346642A SU 4346642 A SU4346642 A SU 4346642A RU 1803841 C RU1803841 C RU 1803841C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- defects
- detection
- laser
- products
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 title 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 abstract 1
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Использование: контроль качества изделий в машиностроении. Сущность изобретени : поверхность издели нагревают лазерным лучом плотностью мощности 108- 109 Вт/м2, движущимс со скоростью (5- 25)- . 1 з.п. ф-лы.Usage: quality control of products in mechanical engineering. SUMMARY OF THE INVENTION: the surface of a product is heated by a laser beam with a power density of 108-109 W / m2, moving at a speed of (5-25) -. 1 s.p. f-ly.
Description
Изобретение относитс к дефектоскопии и может быть использовано дл обнаружени поверхностных и подповерхностных дефектов, например пор, трещин, волосовин , раковин, непроплава и т.д.The invention relates to flaw detection and can be used to detect surface and subsurface defects, e.g., pores, cracks, hairs, sinks, non-penetration, etc.
Цель изобретени - обнаружение подповерхностных дефектов при одновременном улучшении качества изделий.The purpose of the invention is the detection of subsurface defects while improving product quality.
Поставленна цель достигаетс тем, что в способе дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке, заключающемс в нагреве поверхности изделий высокоэнергетическим источником тепла и визуальном ее осмотре, (нагрев поверхности производ т движущимс по ней лазерным лучом плотностью мощности, выбираемой из услови расплавлени дефектных участков издели , При этом нагрев ведут лазерным лучом плотностью мощности 25)The goal is achieved in that in the method of defectoscopy of metal products during their surface treatment, which consists in heating the surface of the products with a high-energy heat source and visually inspecting it (the surface is heated by a laser beam moving along it with a power density selected from the condition that the defective sections of the product are melted, In this case, heating is carried out by a laser beam with a power density of 25)
108-109 Вт/см2 со скоростью ( .108-109 W / cm2 with speed (.
Способ осуществл етс следующим образом ,The method is as follows
В исходном положении включают приводы вращени (либо перемещени ) издели и перемещени лазерного луча. ДалееIn the initial position, the actuators rotate (or move) the product and move the laser beam. Further
подают лазерное излучение на обрабатываемое изделие. При лазерной обработке издели происходит нагрев поверхности издели до 1000-1200°С с резким охлаждением за счет теплоотвода в объем издели и получением структуры повышенной твердости (55-65 НРС) мартенситного типа, При этом в зоне дефектов (трещины, поры) резко снижаетс интенсивность теплоотвода, поверхность перегреваетс с раскрытием дефекта . Острые кромки дефектов оплавл ютс , и происходит их очистка от загр знений. Визуальна оценка поверхности позвол ет оценить ее состо ние и сделать вывод о пригодности издели и последующей эксплуатации.supply laser radiation to the workpiece. During laser processing of the product, the surface of the product is heated to 1000-1200 ° С with rapid cooling due to heat removal into the product volume and obtaining a structure of increased hardness (55-65 LDCs) of the martensitic type. In this case, the intensity in the zone of defects (cracks, pores) sharply decreases heat sink, the surface overheats with the opening of the defect. The sharp edges of the defects are melted and they are cleaned of contaminants. A visual assessment of the surface makes it possible to assess its condition and conclude that the product is suitable and then used.
При отсутствии дефектов в поверхностных сло х издели происходит закалка с повышением эксплуатационных характеристик при сохранении чистоты поверхности не хуже 8 класса.In the absence of defects in the surface layers of the product, quenching occurs with an increase in operational characteristics while maintaining the surface cleanliness not worse than grade 8.
Проведение лазерной обработки лазерным лучом плотностью мощности 10 -109 Вт/см и скоростью (5-25) м/с позвол ет избежать оплава поверхности издели , что улучшает качество издели , и исключитьCarrying out laser processing with a laser beam with a power density of 10 -109 W / cm and a speed of (5-25) m / s avoids the fusion of the surface of the product, which improves the quality of the product, and eliminate
inin
с оwith about
GJ СGj c
NN
обработку без упрочнени и вскрыти подповерхностных дефектов.processing without hardening and revealing subsurface defects.
Пример, Контролировали качество наплавки шеек коленчатого вала двигател ЗМЗ-53 проволокой НпЗОХГСА при одновременном термоупрочнении поверхностей шеек. Перед лазерным термоупрочнением (после шлифовани ) визуальный контроль позволил установить р д дефектов на поверхност х первых трех коренных шеек. В соответствии с требовани ми на приемку вала из ремонта, качество поверхности удовлетворительное, и вал может быть направлен на сборку двигател в таком состо нии .Example, The quality of the surfacing of the necks of the crankshaft of the ZMZ-53 engine was controlled by the wire NpZOKhGSA while thermally hardening the surfaces of the necks. Before laser thermal hardening (after grinding), visual inspection made it possible to establish a number of defects on the surfaces of the first three root necks. In accordance with the requirements for the acceptance of the shaft from repair, the surface quality is satisfactory, and the shaft can be directed to the assembly of the engine in this condition.
После лазерной термообработки количество вскрытых дефектов существенно увеличилось .After laser heat treatment, the number of opened defects has increased significantly.
В соответствии с требовани ми на приемку вала из восстановлени по числу и размеру пор, такой вал не может быть прин т дл сборки двигател и должен быть выбракован .In accordance with the requirements for accepting a shaft from restoration according to the number and size of pores, such a shaft cannot be received for assembling the engine and must be rejected.
Лазерную обработку коленчатого вала производили по следующим режимам: мощность излучени 780 Вт, диаметр сфокусиро- ванного луча 3 мм, линейна скорость перемещени луча относительно обрабатываемой поверхности 25 мм/с. Дл термообработки и, соответственно, обнаружени дефектов использовали непрерывный CU2- лазер типа ЛГН-702 номинальной мощностью до 800 Вт.Laser processing of the crankshaft was carried out according to the following modes: radiation power of 780 W, diameter of the focused beam 3 mm, linear velocity of the beam relative to the treated surface 25 mm / s. For heat treatment and, accordingly, defect detection, a CU2 cw laser of the LGN-702 type with a nominal power of up to 800 W was used.
Таким образом, термообработка движущимс сфокусированным лазерным лучом позвол егпроизводить одновременное обнаружение дефектов в металле детали с высокой степенью веро тности такого обнаружени . При этом увеличение плотности энергии в сфокусированном луче позвол ет повысить число обнаруживаемых дефектов, к которым, в данном случае, относ тс очищаемые поверхностные дефекты и вскрываемые (за счет проплавлени тонкойThus, heat treatment by a moving focused laser beam made it possible to simultaneously detect defects in the metal of a part with a high degree of probability of such detection. In this case, an increase in the energy density in the focused beam makes it possible to increase the number of detected defects, which, in this case, include cleaned surface defects and opened ones (due to the melting of thin
00
стенки) подповерхностные дефекты (поры, раковины), наход щиес на глубине 0,1-0,6 мм. Так, в приведенном примере при уменьшении скорости перемещени луча в 2 раза количество обнаруженных дефектов (пор и раковин) составило: на первой шейке 14; на второй 12; на третьей 14.walls) subsurface defects (pores, shells) located at a depth of 0.1-0.6 mm. So, in the above example, with a decrease in the speed of beam movement by 2 times, the number of detected defects (pores and shells) was: on the first neck 14; on the second 12; on the third 14.
При обработке сменной программы валов двигател ЗМЗ-53 было установлено, что существующие методы контрол пропускают 40% наплавленных шеек с раковинами , которые выбраковываютс при лазерной термообработке.When processing the shift program for the ZMZ-53 engine shafts, it was found that existing control methods let 40% of the weld necks with shells pass through, which are rejected by laser heat treatment.
Проведенные измерени показывают,Measurements show
5 что предлагаемый метод обнаружени дефектов позвол ет производить выбраковку очень ответственных деталей при низком качестве их изготовлени даже в том случае, когда до лазерной обработки деталь счита0 лась годной. При незначительном приложении теплового луча реальные размеры дефекте в оказываютс существенно больше наблюдаемых или регистрируемых известными методами.5 that the proposed method for detecting defects allows the rejection of very critical parts with a low quality of their manufacture, even when the part was considered suitable before laser processing. With insignificant application of a heat beam, the real dimensions of the defect in are significantly larger than those observed or recorded by known methods.
55
00
55
00
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874346642A RU1803841C (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Method of detection of flaws in metal articles with machining of their surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874346642A RU1803841C (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Method of detection of flaws in metal articles with machining of their surfaces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1803841C true RU1803841C (en) | 1993-03-23 |
Family
ID=21343523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874346642A RU1803841C (en) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Method of detection of flaws in metal articles with machining of their surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1803841C (en) |
-
1987
- 1987-10-15 RU SU874346642A patent/RU1803841C/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент FR № 2449980, кл. G 01 N 21/17, 1979. Авторское свидетельство СССР Мг 590649, кл. G 01 N 21/88,1978. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8628624B2 (en) | Laser cleaning of components | |
| EP0058193A1 (en) | Laser treatment method for imparting increased mechanical strength to glass objects | |
| KR20190017687A (en) | Method of repairing superalloys | |
| US6841755B2 (en) | Overlay control for laser peening | |
| Alahmari et al. | Laser beam micro-machining under water immersion | |
| CN109366256A (en) | A composite polishing method based on laser and plasma | |
| JP2008254006A (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
| EP0085278A1 (en) | Split beam method of altering material properties | |
| CN110257825A (en) | It is a kind of that material restorative procedure is increased using stainless steel powder foot couple 30CrMnSiA substrate | |
| CN112881533A (en) | Ultrasonic detection test block and preparation method thereof | |
| Turner et al. | Preliminary study into the effects of YAG laser processing of titanium 6Al–4V alloy for potential aerospace component cleaning application | |
| US20030062350A1 (en) | Laser shock peening method and apparatus | |
| CN113981438A (en) | Laser cladding process for aero-engine tail spray adjusting sheet | |
| RU1803841C (en) | Method of detection of flaws in metal articles with machining of their surfaces | |
| Cvecek et al. | Defect formation in glass welding by means of ultra short laser pulses | |
| Bhatt et al. | Effect of parameters of Nd YAG laser welding on AISI 316 Stainless steel and Brass | |
| Caiazzo et al. | Disk-laser welding of Ti-6Al-4V titanium alloy plates in T-joint configuration | |
| Knysh et al. | Influence of the atmosphere corrosion on the fatigue life of welded T-joints treated by high frequency mechanical impact | |
| CN105369245A (en) | Laser repairing and strengthening composite treating method for damage cutter of shearing equipment | |
| Beguin et al. | Laser welding of titanium alloys with an Yb: YAG Disk Source | |
| RU2273671C1 (en) | Method of repair of defects in surfaces of metals | |
| Natoli et al. | Localized laser damage test facility at LOSCM: real-time optical observation and quantitative AFM study | |
| Shukla et al. | A comparative study on the processing parameters during fibre and CO2 laser surface treatments of silicon nitride engineering ceramic | |
| Abramov et al. | Laser forming of holes in brittle materials assisted by stress reduction through heating | |
| Kumar et al. | Parametric study of laser welding on polyamide using design of experiments |