4,553 matches
-
fost secționată, obținându-se o secțiune prin marcajul laser. Fig. 5.55. Analiza de microscopie electronică SEM pune în evidență profilul inferior al topiturii (pe direcția săgeții). Mărire X 500 Fig. 5.56. Profilul inferior al șanțului realizat de către fasciculul laser prin topirea materialului paletei este pe o adâncime de circa 25-30μm. Mărire X 1.000 154 Fig. 5.57. Nu s-au evidențiat fisuri pe niciuna din suprafețele marcajului analizat în secțiune. Mărire X 1.000 Fig. 5.58. Detaliu
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
58. Detaliu SEM al suprafeței de fund al marcajului realizat. Mărire X 8.000 În figura 5.58 se observă textura rezultată în urma solidificării aliajului, fără a se evidenția defecte de tip fisuri sau microretasuri pe suprafața parcursă de fasciculul laser. Se observă o trecere graduală de la materialul topit și resolidificat la materialul de bază al paletei pe zona inferioară a profilului marcajului obținut. Nu apar zone cu microfisuri sau alte tipuri de defecte ca urmare a tensiunilor termice formate la
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
paletei pe zona inferioară a profilului marcajului obținut. Nu apar zone cu microfisuri sau alte tipuri de defecte ca urmare a tensiunilor termice formate la solidificarea aliajului. Nu apar deci defecte de material ca urmare a realizării marcajului prin fascicul laser. 5.2. Analiza prin microscopie electronică SEM și EDAX a marcajelor realizate cu laser femtosecundă Rezultatele experimentale obținute pe paleta din aliaj de aluminiu Pornindu-se de la ideea procesării rapide și de mare precizie a inscripționării paletelor, s-au realizat
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
alte tipuri de defecte ca urmare a tensiunilor termice formate la solidificarea aliajului. Nu apar deci defecte de material ca urmare a realizării marcajului prin fascicul laser. 5.2. Analiza prin microscopie electronică SEM și EDAX a marcajelor realizate cu laser femtosecundă Rezultatele experimentale obținute pe paleta din aliaj de aluminiu Pornindu-se de la ideea procesării rapide și de mare precizie a inscripționării paletelor, s-au realizat o serie de inscripționări prin iradierea cu pulsuri extrem de scurte, generate de un femtolaser
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
rapide și de mare precizie a inscripționării paletelor, s-au realizat o serie de inscripționări prin iradierea cu pulsuri extrem de scurte, generate de un femtolaser. În astfel de aplicații, se consideră că nu există schimb de căldură între fascicul/puls laser și materialul inscripționat. Modalitatea rapidă de procesare a materialului poate conduce la o dispariție a tensiunilor induse termic, precum și la eliminarea unor degradări compoziționale. Aceste fenomene pot să apară la inscripționarea prin procedeul termic de iradiere laser a oricărui material
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
între fascicul/puls laser și materialul inscripționat. Modalitatea rapidă de procesare a materialului poate conduce la o dispariție a tensiunilor induse termic, precum și la eliminarea unor degradări compoziționale. Aceste fenomene pot să apară la inscripționarea prin procedeul termic de iradiere laser a oricărui material în stare solidă. Scopul urmărit la utilizarea pulsurilor de tip femto-secundă a fost acela de a evita formarea de picături micrometrice, induse de efectele termice din materialul supus inscripționării, după cum am arătat prin experimentele 155 anterioare, la
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
stare solidă. Scopul urmărit la utilizarea pulsurilor de tip femto-secundă a fost acela de a evita formarea de picături micrometrice, induse de efectele termice din materialul supus inscripționării, după cum am arătat prin experimentele 155 anterioare, la care am utilizat pulsuri laser de durata nanosecundelor. Având în vedere că pulsurile au fost la o scală de timp sub picosecundă, se constată apariția topirilor fără a exista un transfer termic. Având la bază ideea că ablația laser cu utilizarea ultrapulsurilor (pulsuri laser ultrascurte
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
anterioare, la care am utilizat pulsuri laser de durata nanosecundelor. Având în vedere că pulsurile au fost la o scală de timp sub picosecundă, se constată apariția topirilor fără a exista un transfer termic. Având la bază ideea că ablația laser cu utilizarea ultrapulsurilor (pulsuri laser ultrascurte) va conduce spre un alt tip de comportament al aliajelor inscripționate, cu efecte minime ale difuziei termice, pentru o intensitate a laserului ce nu depășește cu mult pragul de ablație. Astfel, în cazul paletei
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
pulsuri laser de durata nanosecundelor. Având în vedere că pulsurile au fost la o scală de timp sub picosecundă, se constată apariția topirilor fără a exista un transfer termic. Având la bază ideea că ablația laser cu utilizarea ultrapulsurilor (pulsuri laser ultrascurte) va conduce spre un alt tip de comportament al aliajelor inscripționate, cu efecte minime ale difuziei termice, pentru o intensitate a laserului ce nu depășește cu mult pragul de ablație. Astfel, în cazul paletei din aliaj de aluminiu, se
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
fără a exista un transfer termic. Având la bază ideea că ablația laser cu utilizarea ultrapulsurilor (pulsuri laser ultrascurte) va conduce spre un alt tip de comportament al aliajelor inscripționate, cu efecte minime ale difuziei termice, pentru o intensitate a laserului ce nu depășește cu mult pragul de ablație. Astfel, în cazul paletei din aliaj de aluminiu, se poate constata cu ușurință că se obține un profil de marcaj continuu și de adâncime constantă, cu o morfologie total diferită de cazul
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
mult pragul de ablație. Astfel, în cazul paletei din aliaj de aluminiu, se poate constata cu ușurință că se obține un profil de marcaj continuu și de adâncime constantă, cu o morfologie total diferită de cazul în care se utilizează lasere cu impulsuri de durata nanosecundelor. Prin intermediul microscopiei electronice SEM, se poate observa caracterul nepulsatoriu al inscripționării rezultate, în timp ce adiacent zonei topite apar mici structuri amorfe rezultate din porțiuni de material topit și solidificat ultrarapid. Se constată că lățimea benzii de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
amorfe rezultate din porțiuni de material topit și solidificat ultrarapid. Se constată că lățimea benzii de inscripționare este cu mult sub limita de inscripționare realizată anterior, care era de circa 85 90 μm și care a fost obținută cu fascicule laser ce au impulsuri de ordinul nanosecundelor. Se observă clar zona de material topit în fasciculul laser, dar și o restrângere puternică a zonelor influențate termic, zone ce sunt evidențiate prin depunerea locală a unor mici particule de oxizi. Fig. 5
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
inscripționare este cu mult sub limita de inscripționare realizată anterior, care era de circa 85 90 μm și care a fost obținută cu fascicule laser ce au impulsuri de ordinul nanosecundelor. Se observă clar zona de material topit în fasciculul laser, dar și o restrângere puternică a zonelor influențate termic, zone ce sunt evidențiate prin depunerea locală a unor mici particule de oxizi. Fig. 5.59. Imagine SEM a zonei de inscripționare cu fascicul femtolaser. Mărire X 100 Fig. 5.60
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
de tip femtolaser. Mărire X 100 Fig. 5.71. Identificarea dimensională a marcajului realizat cu femtolaserul. Mărire X 500 159 Valorile se situează, pentru marcajul ce reprezintă doar topirea propriu-zisă, la circa jumătate din valorile obținute la inscripționarea cu un laser cu impulsuri de ordinul nanosecundelor. Se constată că se mențin caracteristicile de inscripționare, topirea aliajului realizându-se pe circa 18 μm, iar zona cu depuneri de oxizi se extinde până la circa 70-73 μm, similar inscripționării realizate și pe paleta din
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
se constată că apare și o anumită „zonă de influență”, ce se manifestă printr-o deteriorare mai puternică pe orizontală a suprafețelor re-solidificate. Acest aspect presupunem că este cauzat de juxtapunerea celor două zone de influență prin incidență cu fasciculul laser, fenomen ce a condus la formarea unui mic strat de oxizi pe suprafață. Fig. 5.77. Imagine SEM a zonei de inscripționare femtolaser. Mărire X 140 Fig. 5.78. Imagine a uneia dintre secțiunile din zona de marcaj a paletei
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
aliajului. Mărire X 1.000 163 În cazul marcajului femtolaser, contururile sunt mult mai bine precizate; măsurătorile de microscopie electronică au pus în evidență că lățimea obținută prin topirea aliajului este de 20 μm, în timp ce zona afectată de trecerea fasciculului laser este de circa 99 μm, iar adâncimea de topire de 25-30 μm. Pentru marcajul ce reprezintă topirea propriu-zisă, valorile se situează la circa jumătate din cele obținute la inscripționarea cu un laser cu impulsuri de ordinul nanosecundelor. În zona pe
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
20 μm, în timp ce zona afectată de trecerea fasciculului laser este de circa 99 μm, iar adâncimea de topire de 25-30 μm. Pentru marcajul ce reprezintă topirea propriu-zisă, valorile se situează la circa jumătate din cele obținute la inscripționarea cu un laser cu impulsuri de ordinul nanosecundelor. În zona pe care s-a realizat topirea apar o multitudine de formațiuni globulare ca rezultat al solidificării în urma trecerii fasciculului. Pereții profilului, obținuți după topire, sunt mult mai bine delimitați și relativ uniformi structural
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
din aliaj de titan Și în cazul paletei din aliaj de titan, se poate constata cu ușurință că se obține un profil de marcaj continuu și de adâncime constantă, cu o morfologie total diferită de cazul în care se utilizează lasere cu impulsuri de durata nanosecundelor. Și aici se constată că fasciculul de inscripționare creează o zonă îngustă de marcare, ce este însoțită de-o parte și de cealaltă a zonei topite de cantități de oxizi cu depunere și depozitare fragmentară
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
aliajului. Mărire X 1.000 Fig. 5.102. Vizualizarea structurii de solidificare a pereților ce limitează zona de marcare femtolaser. Mărire X 2.000 168 Analiza de detaliu a zonei topite indică și în acest caz o pătrundere a fasciculului laser în adâncime, cu divizare clară pe zone de topire și solidificare ultrarapidă. Zona de solidificare este fragmentată în funcție de viteza de avans a fasciculului pe suprafața piesei. Rezultă structuri de solidificare rapidă cu dezvoltare preponderent pe verticală și care au evoluat
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
microrelieful rezultat în urma solidificării. Mărire X 16.000 În concluzie, pentru toate cele patru materiale studiate, se poate constata obținerea unui profil de marcaj continuu și de adâncime constantă, cu o morfologie total diferită de cazul în care se utilizează lasere cu impulsuri de durata nanosecundelor; în cazul marcajului femtolaser, contururile sunt mult mai bine precizate. Pentru marcajul ce reprezintă topirea propriu zisă, valorile dimensiunilor corespunzătoare se situează la circa jumătate din cele obținute la inscripționarea cu un laser cu impulsuri
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
se utilizează lasere cu impulsuri de durata nanosecundelor; în cazul marcajului femtolaser, contururile sunt mult mai bine precizate. Pentru marcajul ce reprezintă topirea propriu zisă, valorile dimensiunilor corespunzătoare se situează la circa jumătate din cele obținute la inscripționarea cu un laser cu impulsuri de ordinul nanosecundelor. În zona de realizare a topiturii nu mai apar mici zone de recristalizare precum în cazul expunerii la o radiație de tip nano-laser; în acest caz, apar doar mici fragmente amorfe de oxizi. Se constată
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
fasciculul de inscripționare 171 creează o zonă îngustă de marcare, ce este însoțită, de-o parte și de cealaltă a zonei topite, de oxizi cu depunere și depozitare fragmentară. Analiza de detaliu a zonei topite indică și pătrunderi ale fasciculului laser în adâncime [145], cu divizare clară pe zone de topire și solidificare ultrarapidă. Zona de solidificare este fragmentată în funcție de viteza de avans a fasciculului pe suprafața piesei. Zonele de topire copiază geometria spotului și păstrează caracterul secvențial și proprietatea de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
difractometrului. Difractometria cu contor folosită în studiul materialelor policristaline a fost deosebit de precisă. Au fost eliminate erorile frecvente care apar la această metodă, în special cele de tip instrumental, descrise anterior. În cazul supunerii probelor unui fascicol puternic de radiație laser, apare fenomenul de recristalizare, ce poate induce tensiuni interne (cu posibila apariție a unor deformări ale materialului și a fisurilor locale în material) precum și o modificare a distribuției orientărilor cristaline în zonele expuse fascicolului laser (și deci modificarea anizotropiei proprietăților
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
unui fascicol puternic de radiație laser, apare fenomenul de recristalizare, ce poate induce tensiuni interne (cu posibila apariție a unor deformări ale materialului și a fisurilor locale în material) precum și o modificare a distribuției orientărilor cristaline în zonele expuse fascicolului laser (și deci modificarea anizotropiei proprietăților mecanice ale materialului). De aceea sunt foarte importante măsurătorile de tensiuni interne reziduale și de texturi. De asemenea, prin aplicarea acestor tipuri de marcaje cu fascicol laser, mai pot să apară: modificarea locală (microzonală) a
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
a distribuției orientărilor cristaline în zonele expuse fascicolului laser (și deci modificarea anizotropiei proprietăților mecanice ale materialului). De aceea sunt foarte importante măsurătorile de tensiuni interne reziduale și de texturi. De asemenea, prin aplicarea acestor tipuri de marcaje cu fascicol laser, mai pot să apară: modificarea locală (microzonală) a compoziției fazice a materialelor (sunt posibile în special apariția de microzone de oxidări ale acestora și, zonal, transformări de faze); 174 fenomenul de recristalizare poate induce tensiuni interne, cu o posibilă apariție
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]