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Improving fatigue performance of laser-welded 2024-T3 aluminum alloy using dry laser peening

ドライレーザーピーニングを使用したレーザー溶接2024-T3アルミニウム合金の疲労性能の改善

佐野 智一*; 詠村 嵩之*; 廣瀬 明夫*; 川人 洋介*; 片山 聖二*; 荒河 一渡*; 政木 清孝*; 城 鮎美*; 菖蒲 敬久; 佐野 雄二*

Sano, Tomokazu*; Eimura, Takayuki*; Hirose, Akio*; Kawahito, Yosuke*; Katayama, Seiji*; Arakawa, Kazuto*; Masaki, Kiyotaka*; Shiro, Ayumi*; Shobu, Takahisa; Sano, Yuji*

本研究の目的は、ドライレーザーピーニング(DryLP)の有効性を検証することである。DryLPは、大気条件下でフェムト秒レーザーパルスを使用して、加工合金中の硬度,残留応力,疲労性能などの機械的特性を改善するピーニング技術である。レーザー溶接された2024アルミニウム合金にDryLP処理を施すと軟化した溶接金属は母材の元の硬度に回復し、溶接金属と熱影響部の残留引張応力は圧縮応力に変わった。疲労寿命は180MPaの引張圧縮試験でほぼ2倍になり、120MPaでは50倍以上増加した。以上から、DryLPは低応力振幅での溶接欠陥のあるレーザー溶接アルミニウム試験片の疲労性能を改善するのにより効果的であることを明らかにした。

The purpose of the present study was to verify the effectiveness of dry laser peening (DryLP), which is the peening technique without a sacrificial overlay under atmospheric conditions using femtosecond laser pulses on the mechanical properties such as hardness, residual stress, and fatigue performance. After DryLP treatment of the laser-welded 2024 aluminum alloy, the softened weld metal recovered to the original hardness of base metal, while residual tensile stress in the weld metal and heat-affected zone changed to compressive stresses. The fatigue life almost doubled at a stress amplitude of 180 MPa and increased by a factor of more than 50 at 120 MPa. As a result, DryLP was found to be more effective for improving the fatigue performance of laser-welded aluminum specimens with welding defects at lower stress amplitudes.

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InCites™

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パーセンタイル:64.55

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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