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 surfaces

Info

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
Application number
SU874346642A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Евгеньевич Архипов
Евгений Михайлович Биргер
Original Assignee
Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь" filed Critical Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь"
Priority to SU874346642A priority Critical patent/RU1803841C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1803841C publication Critical patent/RU1803841C/en

Links

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)

1. Способ дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке , заключающийс  в нагреве поверхности изделий высокоэнергетическим источником тепла и визуальном ее осмотре , отличающийс  тем, что, с целью обнаружени  подповерхностных дефектов при одновременном улучшении качества изделий , нагрев поверхности производ т дви- жущимс  по ней лазерным лучом плотностью мощности, выбираемой из услови  расплавлени  дефектных участков издели .1. 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, characterized in that, in order to detect subsurface defects while improving the quality of the products, the surface is heated by a laser moving along it beam power density selected from the condition of the melting of the defective sections of the product. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что нагрев ведут лазерным лучом плот 8 .2. The method according to claim 1, on the basis of which the heating is carried out with a laser beam raft 8. ,9 г9 g ностью мощности 10-10 Вт/м/ со скоро ,-зpower rating 10-10 W / m / s soon стью(5-25) .style (5-25).
SU874346642A 1987-10-15 1987-10-15 Method of detection of flaws in metal articles with machining of their surfaces RU1803841C (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
KR20190017687A (en) Method of repairing superalloys
EP0058193A1 (en) Laser treatment method for imparting increased mechanical strength to glass objects
CN109366256B (en) A kind of composite polishing method based on laser and plasma
US6841755B2 (en) Overlay control for laser peening
NO833760L (en) PROCEDURE FOR REDUCING IRON LOSS IN FERROMAGNETIC MATERIALS.
CN101403114A (en) Surface crack renovation method for key elements of chain grate
CN101665859A (en) Laser shot-blasting process for stainless steel welded joint
EP0085278A1 (en) Split beam method of altering material properties
CN110434469A (en) Laser assisted manufacturing method and transmission mechanism for driving member
JP2006061966A (en) METHOD FOR PREVENTING STRESS CORROSION CRACKING CAUSED BY COLD WORKING IN ALLOY STEEL IRON INCLUDING STEEL IRON AND STAINLESS STEEL USING fs (FEMTOSECOND) REGION EXTRASHORT PULSE kW CLASS HIGH AVERAGE OUTPUT LASER
RU1803841C (en) Method of detection of flaws in metal articles with machining of their surfaces
Turner et al. Preliminary study into the effects of YAG laser processing of titanium 6Al–4V alloy for potential aerospace component cleaning application
Caiazzo et al. Disk-laser welding of Ti-6Al-4V titanium alloy plates in T-joint configuration
Koster et al. Digital image correlation for the characterization of fatigue damage evolution in brazed steel joints
Cvecek et al. Defect formation in glass welding by means of ultra short laser pulses
Linggamm et al. Formation of colours on SS304L stainless steel induced by laser colouring
Yoo et al. Welding characteristics of S45C medium carbon steel in laser welding process using a high power CW Nd: YAG laser.
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
Shukla et al. A comparative study on the processing parameters during fibre and CO 2 laser surface treatments of silicon nitride engineering ceramic
Tanabe et al. Mechanical properties and deformation of ceramic coated steels heat-treated by scanning laser
Raman et al. Surface characterization of laser-induced molten area in micro-grooving of silicon by ultraviolet (UV) laser
CN117259993A (en) System and method for improving surface quality and mechanical property of material
Cormont et al. Characterization of scratches on fused silica optics and a way to remove them
Ezhilmaran et al. Nd3+: YAG laser surface processing of moly-chrome film at 1064 nm, 532 nm and 355 nm wavelengths