Fe-Co-W 소결체와 탄소강의 레이저 용접부 결함형성에 대한 연구 (A) study on the Formation of defects in the laser welding fusion zone between sintered Fe-Co-W segment and mild steel shank원문보기
레이저 용접은 열변형과 환경오염, 적은 넓이의 용접부등 다이아몬드공구 제조에 매우 유리한 제조 방법이다. 그러나 이러한 레이저 용접시 용접부에는 균열과 캐비티 등의 용접 결함이 다량 발생되어 공구의 품질을 저하 시키는 특성이 나타난다. 이러한 용접 결함의 저감을 위해 본 실험에서는 Fe-Co-W성분의 소결체와 저탄소강으로 이루어진 샹크를 레이저 용접으로 접합하여 레이저 용접부에 생성된 결함들의 유형과 분포 등을 관찰하였으며, 레이저의 빔 위치 변경과 입열량 변경 등 크게 2가지 다른 공정으로 용접을 실시하여 각 공정과 결함의 발생을 비교하여 보았다. 용접의 깊이인 용입은 전 입열량 범위에서 관찰되었으며, 용접부에서는 완전한 혼합이 일어나지 않음으로 인해 Fe성분이 많은 침상과 Co, W 성분이 많은 ...
레이저 용접은 열변형과 환경오염, 적은 넓이의 용접부등 다이아몬드공구 제조에 매우 유리한 제조 방법이다. 그러나 이러한 레이저 용접시 용접부에는 균열과 캐비티 등의 용접 결함이 다량 발생되어 공구의 품질을 저하 시키는 특성이 나타난다. 이러한 용접 결함의 저감을 위해 본 실험에서는 Fe-Co-W성분의 소결체와 저탄소강으로 이루어진 샹크를 레이저 용접으로 접합하여 레이저 용접부에 생성된 결함들의 유형과 분포 등을 관찰하였으며, 레이저의 빔 위치 변경과 입열량 변경 등 크게 2가지 다른 공정으로 용접을 실시하여 각 공정과 결함의 발생을 비교하여 보았다. 용접의 깊이인 용입은 전 입열량 범위에서 관찰되었으며, 용접부에서는 완전한 혼합이 일어나지 않음으로 인해 Fe성분이 많은 침상과 Co, W 성분이 많은 덴드라이트 영역으로 구분되어진다. 본 실험에서 캐비티는 소결체의 기공으로부터 유입된 것으로 접합부에서 소결체 주변에 다량 발생하였다. 입열량과는 상관없이 용접부와 캐비티의 면적비는 일정한 크기를 유지 하였으나, 고 입열양에서는 넓은 면적의 캐비티가 많으며, 저 입열양에서는 좁은 면적의 캐비티가 많이 관찰되었다. 균열의 생성은 고온 균열로서 결정립계와 수지상계를 중심으로 생성되어 있으며, 이 때 W성분이 결정립계와 수지상계에서 다량 관찰된다. 이로서 균열의 원인을 소결체를 구성하고 있는 W성분이 균열의 원인이라 할 수 있다. 입열량과 균열간의 관계는 입열량이 작을수록 균열의 길이는 감소하며, 입열량이 클수록 균열길이는 증가한다. 캐비티는 입열량과는 관계가 없으며, 균열을 줄이기 위해서는 W성분을 조절하여야 할 것이다.
레이저 용접은 열변형과 환경오염, 적은 넓이의 용접부등 다이아몬드공구 제조에 매우 유리한 제조 방법이다. 그러나 이러한 레이저 용접시 용접부에는 균열과 캐비티 등의 용접 결함이 다량 발생되어 공구의 품질을 저하 시키는 특성이 나타난다. 이러한 용접 결함의 저감을 위해 본 실험에서는 Fe-Co-W성분의 소결체와 저탄소강으로 이루어진 샹크를 레이저 용접으로 접합하여 레이저 용접부에 생성된 결함들의 유형과 분포 등을 관찰하였으며, 레이저의 빔 위치 변경과 입열량 변경 등 크게 2가지 다른 공정으로 용접을 실시하여 각 공정과 결함의 발생을 비교하여 보았다. 용접의 깊이인 용입은 전 입열량 범위에서 관찰되었으며, 용접부에서는 완전한 혼합이 일어나지 않음으로 인해 Fe성분이 많은 침상과 Co, W 성분이 많은 덴드라이트 영역으로 구분되어진다. 본 실험에서 캐비티는 소결체의 기공으로부터 유입된 것으로 접합부에서 소결체 주변에 다량 발생하였다. 입열량과는 상관없이 용접부와 캐비티의 면적비는 일정한 크기를 유지 하였으나, 고 입열양에서는 넓은 면적의 캐비티가 많으며, 저 입열양에서는 좁은 면적의 캐비티가 많이 관찰되었다. 균열의 생성은 고온 균열로서 결정립계와 수지상계를 중심으로 생성되어 있으며, 이 때 W성분이 결정립계와 수지상계에서 다량 관찰된다. 이로서 균열의 원인을 소결체를 구성하고 있는 W성분이 균열의 원인이라 할 수 있다. 입열량과 균열간의 관계는 입열량이 작을수록 균열의 길이는 감소하며, 입열량이 클수록 균열길이는 증가한다. 캐비티는 입열량과는 관계가 없으며, 균열을 줄이기 위해서는 W성분을 조절하여야 할 것이다.
Laser welding is profitable method for the manufacture of diamond tool owing to the less heat deformation, less environmental pollution and small welding disparity. However, defects such as crack and cavity can be generated in the laser welding of low-carbon steel shank and sintered tip of Fe-Co-W. ...
Laser welding is profitable method for the manufacture of diamond tool owing to the less heat deformation, less environmental pollution and small welding disparity. However, defects such as crack and cavity can be generated in the laser welding of low-carbon steel shank and sintered tip of Fe-Co-W. These defects deteriorate the quality of tool. In the present work, in order to reduce the defects in the laser welding process of low-carbon steel shank and sintered tip of Fe-Co-W, the effect of position of laser beam and heat input is investigated carefully on the formation of defects. Full penetration has been observed for the whole range of heat input investigated in the present work. The ripple line which was caused by imperfect mixing in the fusion zone, was found in the weld bead. Fe rich needle-like phase and Co, W rich cellular dendrite phase are formed in the weld bead. Most cavities were found near the tip, and supposed to be formed from the pore in the tip. The ratio of total cavity area to the entire weld bead area was not changed significantly with the heat input. With increase of heat input small cavities were decreased while large cavities were increased. Cracks were found along the grain boundary and dendrite boundary. W component was observed to be rich in grain boundary and dendrite boundary. Total length and maximum length of crack were decreased with the increase of heat input. Therefore, cracks were supposed to be formed by the formation of W containing phase of low melting point near the grain boundary and dendrite boundary and heat stress generated during the solidification.
Laser welding is profitable method for the manufacture of diamond tool owing to the less heat deformation, less environmental pollution and small welding disparity. However, defects such as crack and cavity can be generated in the laser welding of low-carbon steel shank and sintered tip of Fe-Co-W. These defects deteriorate the quality of tool. In the present work, in order to reduce the defects in the laser welding process of low-carbon steel shank and sintered tip of Fe-Co-W, the effect of position of laser beam and heat input is investigated carefully on the formation of defects. Full penetration has been observed for the whole range of heat input investigated in the present work. The ripple line which was caused by imperfect mixing in the fusion zone, was found in the weld bead. Fe rich needle-like phase and Co, W rich cellular dendrite phase are formed in the weld bead. Most cavities were found near the tip, and supposed to be formed from the pore in the tip. The ratio of total cavity area to the entire weld bead area was not changed significantly with the heat input. With increase of heat input small cavities were decreased while large cavities were increased. Cracks were found along the grain boundary and dendrite boundary. W component was observed to be rich in grain boundary and dendrite boundary. Total length and maximum length of crack were decreased with the increase of heat input. Therefore, cracks were supposed to be formed by the formation of W containing phase of low melting point near the grain boundary and dendrite boundary and heat stress generated during the solidification.
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