Published June 8, 2023 | Version v1
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Study on joint characteristics in laser butt welding of AMed and wrought Ti6Al4V plates

Creators

  • 1. Okayama University
  • 2. Council for Scientific and Industrial Research
  • 3. University of Johannesburg
  • 4. Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology

Description

Abstract Titanium alloy Ti6Al4V has been widely applied to medical, automotive, and aerospace industries due to its excellent properties such as high strength and excellent corrosion resistance. On the other hand, additive manufacturing (AM) technology can give the freedom of design of the products. In order to spread the AMed products, the joining of AMed and wrought products are required, and it is important to understand the joint characteristics. In this study, butt welding of Ti6Al4V plate was conducted by fiber laser in argon shielding, and the joint characteristics of laser weld wrought/wrought, AMed/AMed, and AMed/wrought Ti6Al4V plates were experimentally investigated. The AMed plate has higher tensile strength than wrought plate but the elongation of AMed plate is smaller, since AMed plate has α' martensite due to rapid cooling during laser irradiation in AM process. Then, the laser weld joint of AMed/AMed plates has higher tensile strength, but smaller elongation than that of wrought/wrought plates. The weld joint of AMed/wrought plates shows good welding state, since small heat input leads to formation of small weld bead with higher hardness between wrought and AMed plates.

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Translated Description (Arabic)

تم استخدام سبائك التيتانيوم المجردة Ti6Al4V على نطاق واسع في الصناعات الطبية والسيارات والفضاء بسبب خصائصها الممتازة مثل القوة العالية والمقاومة الممتازة للتآكل. من ناحية أخرى، يمكن أن تمنح تقنية التصنيع الإضافي (AM) حرية تصميم المنتجات. من أجل نشر منتجات AMed، يلزم دمج منتجات AMed و Wrought، ومن المهم فهم خصائص المفصل. في هذه الدراسة، تم إجراء اللحام المؤخر للوحة Ti6Al4V بواسطة الليزر الليفي في واقي الأرجون، وتم فحص خصائص المفصل للوحات اللحام بالليزر المشغولة/المشغولة، و AMed/AMed، و AMed/المشغولة Ti6Al4V تجريبيًا. تتميز صفيحة AMed بمقاومة شد أعلى من الصفيحة المطاوعة ولكن استطالة صفيحة AMed أصغر، نظرًا لأن صفيحة AMed تحتوي على α' martensite بسبب التبريد السريع أثناء تشعيع الليزر في عملية AM. بعد ذلك، يكون لوصلة اللحام بالليزر لألواح AMED/AMED قوة شد أعلى، ولكن استطالة أصغر من الألواح المشغولة/المشغولة. يُظهر وصلة اللحام لألواح AMED/المطاوعة حالة لحام جيدة، نظرًا لأن مدخلات الحرارة الصغيرة تؤدي إلى تكوين خرزة لحام صغيرة ذات صلابة أعلى بين الألواح المطاوعة وألواح AMED.

Translated Description (French)

Résumé L'alliage de titane Ti6Al4V a été largement appliqué aux industries médicales, automobiles et aérospatiales en raison de ses excellentes propriétés telles que sa haute résistance et son excellente résistance à la corrosion. D'autre part, la technologie de fabrication additive (FA) peut donner la liberté de conception des produits. Afin de répandre les produits AMed, l'assemblage des produits AMed et corroyés est nécessaire, et il est important de comprendre les caractéristiques du joint. Dans cette étude, le soudage bout à bout de la plaque Ti6Al4V a été effectué par laser à fibre dans un blindage à l'argon, et les caractéristiques conjointes des plaques Ti6Al4V forgé/forgé par soudage laser, AMed/AMed et AMed/forgé ont été étudiées expérimentalement. La plaque AMed a une résistance à la traction plus élevée que la plaque corroyée, mais l'allongement de la plaque AMed est plus faible, car la plaque AMed a de la martensite α'en raison du refroidissement rapide pendant l'irradiation laser dans le processus AM. Ensuite, le joint soudé au laser des plaques AMed/AMed a une résistance à la traction plus élevée, mais un allongement plus petit que celui des plaques corroyées/corroyées. Le joint de soudure des plaques AMed/travaillées montre un bon état de soudage, car un faible apport de chaleur conduit à la formation d'un petit cordon de soudure avec une dureté plus élevée entre les plaques travaillées et AMed.

Translated Description (Spanish)

Resumen La aleación de titanio Ti6Al4V se ha aplicado ampliamente a las industrias médica, automotriz y aeroespacial debido a sus excelentes propiedades, como alta resistencia y excelente resistencia a la corrosión. Por otro lado, la tecnología de fabricación aditiva (AM) puede dar la libertad de diseño de los productos. Para difundir los productos AMed, se requiere la unión de productos AMed y forjados, y es importante comprender las características de la unión. En este estudio, la soldadura a tope de la placa Ti6Al4V se realizó mediante láser de fibra en el blindaje de argón, y se investigaron experimentalmente las características de unión de las placas de soldadura por láser forjada/forjada, AMed/AMed y AMed/forjada Ti6Al4V. La placa AMed tiene una mayor resistencia a la tracción que la placa forjada, pero el alargamiento de la placa AMed es menor, ya que la placa AMed tiene martensita α'debido al rápido enfriamiento durante la irradiación láser en el proceso AM. Luego, la junta de soldadura por láser de las placas AMed/AMed tiene una mayor resistencia a la tracción, pero un alargamiento menor que el de las placas forjadas/forjadas. La unión de soldadura de las placas de AMed/forjado muestra un buen estado de soldadura, ya que una pequeña entrada de calor conduce a la formación de pequeños cordones de soldadura con mayor dureza entre las placas de forjado y AMed.

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Translated title (Arabic)
دراسة حول خصائص المفاصل في اللحام بالليزر لألواح Ti6Al4V AMED والمشتعلة
Translated title (French)
Etude des caractéristiques des joints en soudage bout à bout laser des plaques de Ti6Al4V AMed et corroyées
Translated title (Spanish)
Estudio sobre las características de las juntas en la soldadura a tope por láser de placas de AMed y Ti6Al4V forjadas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4380049616
DOI
10.1007/s40194-023-01533-3

Is supplement to
https://openalex.org/W4248757830 (Other)
https://openalex.org/W2979748938 (Other)
https://openalex.org/W2970860742 (Other)
https://openalex.org/W2897831868 (Other)
https://openalex.org/W2744030251 (Other)
https://openalex.org/W2381259302 (Other)
https://openalex.org/W2377568637 (Other)
https://openalex.org/W2054495110 (Other)
https://openalex.org/W2032483811 (Other)
https://openalex.org/W1971102209 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W2035462959
  • https://openalex.org/W2732304117
  • https://openalex.org/W2783979870
  • https://openalex.org/W2800794673
  • https://openalex.org/W2921260866
  • https://openalex.org/W2965406594
  • https://openalex.org/W3029441187