Influence of pulsed laser and ultrasonic energy sources on formation of surface layer of details

Authors

  • Віталій Васильович Джемелінський National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" Peremohy Ave. 37, Kyiv, Ukraine, 03056, Ukraine
  • Дмитро Анатолійович Лесик National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" Peremohy Ave. 37, Kyiv, Ukraine, 03056, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.12401

Keywords:

Surface layer, laser treatment without washing of the surface, laser treatment with washing of the surface

Abstract

Requirements to the mechanical, technological, operational properties, microrelief and aesthetic look of the surface layer of metal goods are so high that the use of traditional methods of finishing could not provide the necessary quality parameters to create competitive goods with minimal power and material costs for their production, repair and restore of various types of equipment. An efficient combined method of laser-ultrasonic finishing-firming treatment using ultrasonic vibrations and laser irradiation with and without washing of surface was suggested. It refers to nonabrasive finishing-firming treatment of metals with surface thermoplastic deformation and can be used in the instrument, aviation and shipbuilding industry. The method is based on the idea of integrated use of the advantages and deficiencies of surface laser treatment and ultrasonic finishing-firming treatment with simultaneous or sequential various technological processes. The influence of pulsed laser and ultrasonic energy sources on the change of the structure, roughness parameters, degree of peening, microhardness and optimal value of energy of the laser pulse was detected to enhance the surface layer of bronze BrAZh9-4. The results showed the decrease of roughness 1.5 times and an increase of the microhardness and the depth of the surface layer 1.3-1.5 times after combined laser-ultrasonic treatment

Author Biographies

Віталій Васильович Джемелінський, National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" Peremohy Ave. 37, Kyiv, Ukraine, 03056

Professor

Department of Laser Physics and Applied Technologies

Дмитро Анатолійович Лесик, National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" Peremohy Ave. 37, Kyiv, Ukraine, 03056

PhD student

Department of Laser Physics and Applied Technologies

References

  1. Григорьянц, А. Г. Технологические процессы лазерной обработки [Текст] / А. Г. Григорьянц, И. Н. Шиганов, А. И. Мисюров. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2006. – 664 с.
  2. Головко, Л. Ф. Лазерні технології та комп’ютерне моделювання [Текст] / під ред. Л. Ф. Головка, С. О. Лук’яненка. – К.: Вістка, 2009. – 296 с.
  3. Полевой, С. Н. Упрочнение машиностроительных материалов [Текст] : Справочник / С. Н. Полевой, В. Д. Евдокимов. – М. : Машиностроение, 1994. – 496 с.
  4. Одинцов, Л. Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием [Текст] / Л. Г. Одинцов. – М. : Машиностроение, 1997.
  5. Вероман, В. Ю. Ультразвуковая обработка материалов. [Текст] / В. Ю. Вероман, А. Б. Аренков. – Л. : Машиностроение, 1971.
  6. Киселёв, М. Г. Ультразвук в поверхностной обработке материалов [Текст] / М. Г. Киселёв, В. Т. Минченя, В. А. Ибрагимов. – Мин. : Тесей, 2001.
  7. Спосіб лазерно-ультразвукової фінішної обробки [Текст] : пат. 60662 U України: МКП В 24 В 39/00, / Джемелінський В. В., Джемелінська Л. В., Лесик Д. А. – заявл. 01.12.10 ; опубл. 25.06.11, Бюл. №12. – 2 с.
  8. Mordyuk, B., & Prokopenko, G. (2006). Mater. Sci. Eng., A Struct. Mater.: Prop. Microstruct. Process, 437, 396.
  9. Mordyuk, B., Prokopenko, G., Vasylyev, M., & Lefimov. (2007). Mater. Sci. Eng., A Struct. Mater.: Prop. Microstruct. Process, 458, 253.
  10. Mordyuk, B., & Prokopenko, G. (2007). J. Sound Vib, 308, 855.
  11. Peyre, P., Fabbro, R., Merrien, P., & Lieurade, H. (1996). Mater. Sci. Eng., A Struct. Mater.: Prop. Microstruct. Process, 210, 102.
  12. Devaux, D., Fabbro, R., Tollier, L., & Bartnicki, E. (1993). J. Appl. Phys, 74, 22-68.
  13. Bugayev, A., Gupta, M., & Payne, R. (2006). Opt. Lasers Eng, 44, 102.
  14. Tehnologicheskie processy lazernoj obrabotki. (2006). Izd-vo MGTU im. N.Je.Baumana. Moscow, DC: Grigor'janc, A.
  15. Lazernі tehnologії ta komp’juterne modeljuvannja. (2009). Vistka. Kyiv, DC: Golovko, L.
  16. Uprochnenie mashinostroitel'nyh materialov. (1994). Mashinostroenie. Moscow, DC: Polevoj, S.
  17. Uprochnenie i otdelka detalej poverhnostnym plasticheskim deformirovaniem. (1997). Mashinostroenie. Moskow, DC: Odincov, L.
  18. Ul'trazvukovaja obrabotka materialov. (1971). Mashinostroenie. L'vov, DC: Veroman, V.
  19. Ul'trazvuk v poverhnostnoj obrabotke materialov. (2001). Tesej. Minsk, DC: Kiseljov, M.
  20. Dzhemelins'kyj V. V., Dzhemelins'ka L. V., Lesyk D. A. Method of laser-ultrasonic finishing processing [Sposib lazerno-ul'trazvukovoi' finishnoi' obrobky]. Patent Ukrainy no 60662 U. 25.06.2011.
  21. Mordyuk, B., & Prokopenko, G. (2006). Mater. Sci. Eng., A Struct. Mater.: Prop. Microstruct. Process, 437, 396.
  22. Mordyuk, B., Prokopenko, G., Vasylyev, M., & Lefimov. (2007). Mater. Sci. Eng., A Struct. Mater.: Prop. Microstruct. Process, 458, 253.
  23. Mordyuk, B., & Prokopenko, G. (2007). J. Sound Vib, 308, 855.
  24. Peyre, P., Fabbro, R., Merrien, P., & Lieurade, H. (1996). Mater. Sci. Eng., A Struct. Mater.: Prop. Microstruct. Process, 210, 102.
  25. Devaux, D., Fabbro, R., Tollier, L., & Bartnicki, E. (1993). J. Appl. Phys, 74, 22-68.
  26. Bugayev, A., Gupta, M., & Payne, R. (2006). Opt. Lasers Eng, 44, 102.

Published

2013-04-25

How to Cite

Джемелінський, В. В., & Лесик, Д. А. (2013). Influence of pulsed laser and ultrasonic energy sources on formation of surface layer of details. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(5(62), 26–30. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.12401