ebook img

NASA Technical Reports Server (NTRS) 20070001471: Effects of Laser Peening, and Shot Peening, on Friction Stir Welding PDF

1.5 MB·English
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview NASA Technical Reports Server (NTRS) 20070001471: Effects of Laser Peening, and Shot Peening, on Friction Stir Welding

EEffffeeccttss ooff LLaasseerr PPeeeenniinngg,, aanndd SShhoott PPeeeenniinngg oonn FFrriiccttiioonn SSttiirr WWeellddiinngg OOmmaarr HHaattaammlleehh,, PPhhDD SSttrruuccttuurraall EEnnggiinneeeerriinngg DDiivviissiioonn NNAASSAA JJoohhnnssoonn SSppaaccee CCeenntteerr LLllooyydd HHaacckkeell,, JJoonn RRaannkkiinn,, CChhaannhh TTrruuoonngg aanndd MMaatttt WWaalltteerr MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066 OOuuttlliinnee •• BBaacckkggrroouunndd •• FFrriiccttiioonn SSttiirr WWeellddiinngg ((FFSSWW)) •• MMiiccrroossttrruuccttuurree •• LLaasseerr && SShhoott PPeeeenniinngg •• RReessiidduuaall SSttrreesssseess •• TTeennssiillee BBeehhaavviioorr •• FFaattiigguuee LLiiffee && SSuurrffaaccee RRoouugghhnneessss •• FFaattiigguuee CCrraacckk GGrroowwtthh •• BBeenneeffiittss ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066 FFSSWW BBaacckkggrroouunndd •• FFrriiccttiioonn SSttiirr WWeellddiinngg ((FFSSWW)) uusseess ffrriiccttiioonnaall hheeaattiinngg ccoommbbiinneedd wwiitthh ffoorrggiinngg pprreessssuurree ttoo pprroodduuccee hhiigghh ssttrreennggtthh bboonnddss •• AAttttrraaccttiivvee ffoorr aaeerroossppaaccee aapppplliiccaattiioonnss –– CCaann rreessuulltt iinn ccoonnssiiddeerraabbllee ccoosstt aanndd wweeiigghhtt ssaavviinnggss,, bbyy rreedduucciinngg rriivveetteedd//ffaasstteenneedd jjooiinnttss,, aanndd ppaarrtt ccoouunntt –– CCaann wweelldd mmeettaallss tthhaatt aarree ddiiffffiiccuulltt ttoo wweelldd wwiitthh ccoonnvveennttiioonnaall mmeetthhooddss • Space shuttle external tank •• AAlltthhoouugghh rreessiidduuaall ssttrreesssseess iinn FFSSWW aarree ggeenneerraallllyy lloowweerr wwhheenn ccoommppaarreedd ttoo ccoonnvveennttiioonnaall ffuussiioonn wweellddss,, rreecceenntt wwoorrkk hhaass sshhoowwnn tthhaatt ssiiggnniiffiiccaanntt tteennssiillee rreessiidduuaall ssttrreesssseess ccaann bbee pprreesseenntt iinn tthhee wweelldd aafftteerr ffaabbrriiccaattiioonn •• RReessiidduuaall tteennssiillee ssttrreesssseess iinn tthhee wweelldd ccaann lleeaadd ttoo:: – Faster crack initiation – Faster crack propagation – Could also result in stress corrosion cracking (SCC) ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066 BBaacckkggrroouunndd •• NNuuggggeett oorr tthhee ssttiirrrreedd zzoonnee –– TThhee ggrraaiinn ssttrruuccttuurree uussuuaallllyy ffiinnee aanndd eeqquuiiaaxxeedd • Recrystalization from the high temperatures • Extensive plastic deformation •• TThheerrmmoo--mmeecchhaanniiccaall aaffffeecctteedd zzoonnee ((TTMMAAZZ)) –– LLeessss ddeeffoorrmmaattiioonn aanndd lloowweerr tteemmppeerraattuurreess –– RReeccrryyssttaalllliizzaattiioonn ddooeess nnoott ttaakkee ppllaaccee –– TThhee ggrraaiinn ssttrruuccttuurree iinn eelloonnggaatteedd,, wwiitthh ssoommee ccoonnssiiddeerraabbllee ddiissttoorrttiioonnss •• HHeeaatt aaffffeecctteedd zzoonnee ((HHAAZZ)) –– UUnnaaffffeecctteedd bbyy mmeecchhaanniiccaall eeffffeeccttss,, aanndd iiss oonnllyy aaffffeecctteedd bbyy tthhee ffrriiccttiioonn hheeaatt •• UUssee ooff FFSSWW iiss eexxppaannddiinngg aanndd iiss rreessuullttiinngg iinn wweellddeedd jjooiinnttss bbeeiinngg uusseedd iinn ccrriittiiccaall llooaadd bbeeaarriinngg ssttrruuccttuurreess ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066 FFrriiccttiioonn SSttiirr WWeellddiinngg TTeesstt SSppeecciimmeennss •• AAlluummiinnuumm AAll--77007755 ssppeecciimmeennss 112222 ccmm xx 4400 ccmm xx 00..663355 •• FFSSWW ssppeecciimmeennss wweerree mmaaddee aatt tthhee NNAASSAA-- JJSSCC uussiinngg aa 55--aaxxiiss mmiilllliinngg mmaacchhiinnee •• TThhee ppllaatteess wweerree ppllaacceedd oonn tthhee wweellddiinngg ppllaattffoorrmm iinn aa bbuutttt--wweelldd ccoonnffiigguurraattiioonn •• TThhee wweellddeedd ppllaatteess wweerree aaggeedd ffrroomm tthhee TT665511 ccoonnddiittiioonn ttoo tthhee TT77335511 ccoonnddiittiioonn iinn aaccccoorrddaannccee wwiitthh tthhee SSAAEE AAMMSS--HH--66008888 rreeqquuiirreemmeennttss ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066 MMiiccrroossttrruuccttuurree ooff FFSSWW Welding Tool Weld Nugget ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066 LLaasseerr PPeeeenniinngg •• LLaasseerr ppeeeenniinngg ppeerrffoorrmmeedd aatt MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy ((LLiivveerrmmoorree--CCAA)) •• TThhee ssuurrffaaccee ooff tthhee ssppeecciimmeennss iinntteennddeedd ffoorr ppeeeenniinngg wweerree ccoovveerreedd wwiitthh aann aalluummiinnuumm ttaappee 00..2222 mmmm tthhiicckk && ttaappee wwaass rreeppllaacceedd bbeettwweeeenn llaayyeerrss ooff ppeeeenniinngg •• TThhee ttaammppiinngg llaayyeerr ccoonnssiisstteedd ooff aann aapppprrooxxiimmaatteellyy 11mmmm tthhiicckk llaammiinnaarr llaayyeerr ooff fflloowwiinngg wwaatteerr •• AA llaasseerr ppoowweerr ddeennssiittyy ooff 44 GGWW//ccmm22 aanndd 1188 nnss dduurraattiioonn wwaass eemmppllooyyeedd •• BBootthh ffaacceess ooff tthhee ffaattiigguuee ccrraacckk ggrroowwtthh ssppeecciimmeennss wweerree ppeeeenneedd ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066 LLaasseerr ppeeeenniinngg,, aa ddeetteerrmmiinniissttiicc pprroocceessss,, iinndduucceess ddeeeepp ccoommpprreessssiivvee ssttrreessss ttoo rreettaarrdd ccrraacckk iinniittiiaattiioonn aanndd ggrroowwtthh •• OOnn aa ssppoott bbyy ssppoott bbaassiiss (( ttyyppiiccaallllyy 33 mmmm ssqquuaarree)) ssttrreessss ccaann bbee eennggiinneeeerreedd ffoorr ddeepptthh aanndd ssuurrffaaccee iinntteennssiittyy –– DDooeess nnoott rreeqquuiirree pphhyyssiiccaall ccoonnttaacctt wwiitthh ccoommppoonneenntt –– SSttrraaiinnss tthhee mmaatteerriiaall wwiitthh vveerryy sshhoorrtt dduurraattiioonn ((2255 nnss)) iimmppaaccttss –– NNoott aa rraannddoomm ssttoocchhaassttiicc pprroocceessss lliikkee sshhoott ppeeeenniinngg –– IInnddiiffffeerreenntt ttoo ssuurrffaaccee ffiinniisshh aanndd ssuurrffaaccee ggeeoommeettrryy •• LLaasseerr ppeeeenniinngg pprroovviiddeess cchhooiicceess ffoorr ssyysstteemm ddeessiiggnn –– EEnnhhaanncceess ffaattiigguuee ssttrreennggtthh –– tthhuuss ppeerrffoorrmmaannccee –– EElliimmiinnaatteess SSttrreessss CCoorrrroossiioonn CCrraacckkiinngg ((SSCCCC)) –– IInnccrreeaasseess lliiffeettiimmee -- rreedduucceess mmaaiinntteennaannccee aanndd rreeppllaacceemmeenntt ccoossttss –– EEnnaabblleess lliigghhtteerr wweeiigghhtt ccoommppoonneennttss//ssttrruuccttuurreess ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066 LLaasseerr PPeeeenniinngg CCoonncceepptt •• AAnn eexxtteennssiioonn ooff ccoonnvveennttiioonnaall ppeeeenniinngg •• LLaasseerr ppeeeenniinngg pprroovviiddeess –– HHiigghhllyy ccoommpprreessssiivvee ssuurrffaaccee rreessiidduuaall ssttrreessss –– DDeeeepp llaayyeerr ooff ccoommpprreessssiivvee rreessiidduuaall ssttrreessss –– SSmmooootthh ssuurrffaaccee Laser near field image Laser peened aluminum –– GGoooodd pprroocceessss ccoonnttrrooll ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066 Laser Peening coverage build up Rectangular, highly uniform laser beam intensity distribution is coupled to the part using an optical delivery system that preserves the uniform intensity. Peening pulses are applied sequentially in complete rows without the need for re-coating the surface ablation layer ©©MMeettaall IImmpprroovveemmeenntt CCoommppaannyy,, 22000066

See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.