Laser forming of steel tubes

Norbert Radek,

Piotr Kurp,

Jacek Pietraszek

Abstrakt

The paper presents a study on microstructure and microhardness changes obtained in the spun carbon steel tube after shaping by a laser beam. The surface of a pipe was machined circumferentially using a 1500 W CO2 laser beam at various diameters (distance from the focus). As a result, plastic deformations such as convex and narrowing shape changes were observed. The conducted research, including microhardness measurements, shows that, in comparison to the unprocessed material, the microstructure was significantly changed, both in the convex and narrowed layer.

Kształtowanie laserowe rur stalowych

Streszczenie

W pracy przedstawiono badania zmian mikrostruktury i mikrotwardości warstwy wierzchniej wyoblonej i przewężonej rury ze stali węglowej po laserowym kształtowaniu. Powierzchnia rury była skanowana po obwodzie wiązką lasera CO2 o mocy 1500 W przy różnych średnicach (odległościach od ogniska). W efekcie uzyskano odkształcenia plastyczne, takie jak wyoblenie i przewężenie rury. Przeprowadzone badania, w tym pomiary mikrotwardości, wykazują, że mikrostruktura uległa istotnej zmianie w stosunku do materiału rodzimego, zarówno w warstwie wyoblonej, jak i przewężonej. 

Słowa kluczowe: laser forming, tube, carbon steel , kształtowanie laserowe, rura, stal węglowa
References

[1] Pietraszek J., Radek N., Bartkowiak K., Advanced statistical refinement of surface layer’s discretization in the case of electro-spark deposited carbide-ceramic coatings modified by a laser beam, “Solid State Phenomena”, Vol. 197/2013, 198–202.

[2] Radek N., Pietraszek J., Antoszewski B., The average friction coefficient of laser textured surfaces of silicon carbide identified by RSM methodology, “Advanced Materials Research”, Vol. 874/2014, 29–34.

[3] Radek N., Antoszewski B., Influence of laser treatment on the properties of electro-spark deposited coatings, “Kovove Materialy-Metallic Materials”, Vol.47/2009, 31–38.

[4] Geiger, M., Vollertsen, F., The Mechanisms of Laser Forming, “CIRP Annals”, Vol. 42(1)/1993, 301–304.

[5] Shi Y., Shen H., Yao Z., Hu J., Temperature gradient mechanism in laser forming of thin plates, “Optics and Laser Technology”, Vol. 39(4)/2007, 858–863.

[6] Hsieh H.-S., Lin J., Study of the buckling mechanism in laser tube forming with axial preloads, “International Journal of Machine Tools and Manufacture”, Vol. 45(1213)/2005, 1368–1374.

[7] Che Jamil M.S., Sheikh M.A., Li L., A finite element study of buckling and upsetting mechanisms in laser forming of plates and tubes, “International Journal of Manufacturing, Materials, and Mechanical Engineering”, Vol. 1(1)/2011, 1–17.

[8] Radek N., Mesko J., Zrak A., Technology of laser forming, “Manufacturing Technology”, Vol. 14(3)/2014, 428–431.