Badania zmian termograficznych w warstwie wierzchniej stali stopowej X22CrMoV12-1 napawanej oraz strukturyzowanej laserowo

W artykule przedstawiono wybrane wyniki rejestracji maksymalnych wielkości przyrostu temperatury na powierzchni materiału w trakcie procesów napawania plazmowego i laserowego oraz strukturyzowania warstwy wierzchniej stopów Fe-C. Pod-czas napawania oraz strukturyzowania laserowego wykonano rejestracje termograficzne przy użyciu kamery termowizyjnej SC5000 firmy FLIR. Analizowano zmiany maksymalnej temperatury w procesie strukturyzowania laserowego. W procesie napawania laserowego dla pojedynczego cyklu, maksymalna zarejestrowana temperatura zawierała się w przedziale od 400 do 550°C. W przypadku kilku następujących po sobie cykli, maksymalna temperatura na powierzchni napoiny wzrosła do 700°C. W eksperymencie napawania plazmowego zarejestrowano znacznie wyższy poziom temperatury maksymalnej. Przy rejestracji na powierzchni bocznej napoiny, maksymalna temperatura zawierała się w przedziale od 880 do 1020°C. W przypadku rejestracji powierzchni górnej napoiny wartości temperatury oscylowały w przedziale od 1400 do 1450°C. Proces strukturyzowania laserowego charakteryzował się wzrostem temperatury maksymalnej do poziomu od 80 do 130°C. Zarejestrowany wzrost temperatury zależał od parametrów procesu strukturyzowania. Decydującym parametrem był krok urządzenia oraz w mniejszym stopniu ilość przejść. Znacznie wyższą temperaturę, ok. 250°C, zarejestrowano w przypadku realizacji podawania kilku impulsów w jeden punkt na powierzchni próbki. Pomiar temperatury w trakcie procesu np. napawania laserowego, pozwala odpowiednio kontrolować ten proces. Wykorzystanie rejestracji termowizyjnej pozwala na opracowanie i optymalizację technologii strukturyzowania i napawania. Uzyskane wyniki umożliwiają określenie szybkości chłodzenia napoiny i materiału podłoża. Jest to istotne dla określenia ”temperatury międzyprocesowej”, czyli temperatury między kolejnymi ściegami napoin.

The article presents the results of the registration of maximum temperature increase on the surface of the material during the plasma and laser overlay welding process and structuring the surface layer of Fe-C. During overlay welding and laser structuring, thermographic recording performed using FLIR's SC5000 thermal camera. The maximum temperature changes in the laser structuring process were analysed. In the process of laser welding for a single cycle, the maximum temperature recorded in the ranged from 400 to 550°C. In the case of several consecutive cycles, the maximum temperature of the surface increased to 700°C. In the case of several consecutive cycles, the maximum surface temperature of the deposit increased to 700°C. In the experiment of plasma deposition, recorded significantly higher maximum level of temperature. For registering on the side surface of the deposit, the maximum temperature ranged from 880 to 1020°C. In the case of registration of the top surface of the deposit, the temperature fluctuated in a range from 1400 to 1450°C. The laser structuring process was characterized by a maximum temperature increase of 80 to 130°C. The recorded rise in temperature depended on the parameters of the structuring process. The decisive parameter was the device step. A significantly higher temperature, about 250°C, was recorded when multiple pulses were applied to one point on the sample surface. Measurement of temperature during the process, eg. laser deposition, allows for proper control of this process. The use of infrared registration, enables the development and optimization of structuring and deposition technologies. The obtained results allow to determine the cooling rate of the deposit and the substrate material. This is important for the definition of "inter-process temperature", the temperature between successive stitches of deposits.