35ncd16 Low Alloy Steel Fiber Laser-Induced Burn Damage Analysis With The Barkhausen Noise Method

Yüşen A., Fidan S., Bora M. Ö., Ürgün S.

35ncd16 Low Alloy Steel Fiber Laser-Induced Burn Damage Analysis With The Barkhausen Noise Method, Trabzon, Türkiye, 29 - 30 Haziran 2024, cilt.1, sa.1, ss.334-348

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Trabzon
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.334-348
  • Kocaeli Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

35NCD16 çeliği yüksek mukavemet ve dayanıklılık özellikleri sayesinde özellikle iniş takımlarında, motor bileşenlerinde ve çeşitli bağlantı elemanlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışma, havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılan 35NCD16 düşük alaşımlı çelikte lazerle oluşturulan yanıkların etkisini belirlemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Amaç, fiber lazer kullanarak çeliğin manyetik davranışı üzerindeki etkilerini farklı işleme koşulları altında tahribatsız muayene yöntemlerinden biri olan barkhausen gürültü tekniği ile ölçmektir. Çalışma, Manyetik Parametre (MP) değerlerine göre lazerle oluşturulan yanıkları analiz etmeye ve farklı lazer işleme yönlerinin etkilerini karşılaştırmaya dayanmaktadır. Çalışmada, lazer tarama hızı, tekrarlama, güç ve frekans gibi parametrelerin kombinasyonu, lazer işlemesi için en uygun ayarları belirlemek amacıyla sistematik bir şekilde ayarlanmıştır. Geometrik özellikleri niteliksel olarak kontrol etmek için fiber lazer işleme ile üretilen yüzey dokularını gözlemlemek amacıyla bir LED optik malzeme mikroskobu kullanılmıştır. Sonuçlar ve analizler, 35NCD16 düşük alaşımlı çeliğin manyetik özelliklerinin lazerin neden olduğu yanıklardan büyük ölçüde etkilendiğini göstermektedir. Yanıkların lazer yönüne paralel olduğu bölgelerdeki MP değerleri, ters yöndeki MP değerlerinden anlamlı derecede daha yüksektir. Lazer uygulama yönündeki yanmış bölgelerden elde edilen MP tepkisi, yanmamış bölgelere kıyasla önemli ölçüde daha yüksek MP değerlerine sahip olmuştur. Farklı parametreler altında test edilen numunelerde yanık hasarının dereceleri değişiklik göstermiştir. Özellikle yüksek güç ve düşük hızlarda oluşturulmuş numunelerde yanmış ve yanmamış parçalar arasında gözle görülür MP farkları bulunmuştur. Daha yüksek lazer gücü ve daha düşük tarama hızı ile işlenen numunelerde, yanma nedeniyle derin hasar, pürüzlü, düzensiz yüzey ve büyük miktarda oksidasyon ile karakterize edilmiştir. Buna karşılık, lazer gücü düşük ve yüksek tarama hızlarına maruz bırakılan numuneler, görünür hasarın az olduğu ancak yine de orijinal yapılarına yakın kaldıkları gözlemlenmiştir.

35NCD16 steel is frequently used in landing gear, engine components, and various fasteners due to its high strength and durability properties. This study was carried out to identify the effects of laser-induced burns on 35NCD16 low-alloy steel, which is widely used in the aerospace industry. The aim was to measure the effects on the magnetic behavior of the steel under different processing conditions using the Barkhausen noise technique, one of the non-destructive testing methods, with a fiber laser. The study is based on analyzing laser-induced burns according to Magnetic Parameter (MP) values and comparing the effects of different laser processing directions. In the study, a combination of parameters, such as laser scanning speed, repetition, power, and frequency were systematically adjusted to identify the optimal settings for laser processing. A LED optical material microscope was used to observe the surface textures produced by fiber laser processing to qualitatively check the geometric characteristics. Results and analyses indicate that the magnetic properties of 35NCD16 low-alloy steel are significantly affected by the burns caused by the laser. The MP values in regions where the burns are parallel to the laser direction are significantly higher than the MP values in the opposite direction. The MP response obtained from burnt regions in the direction of laser application shows significantly higher MP values compared to unburnt regions. The degree of burn damage varied in samples tested under different parameters. Notably, samples created at high power and low speeds exhibited observable MP differences between burnt and unburnt parts. Samples processed with higher laser power and lower scanning velocity were characterized by deep damage due to burning, with rough, irregular surfaces, and a large amount of oxidation. In contrast, samples exposed to low laser power and high scanning speeds showed minimal visible damage and remained close to their original structure.