An Investigation of the Deformation Patterns Due to the High-Speed Micro-Laser Drilling Process for Ti-6Al-4V Used in Aerospace Applications

Authors : Ahu Çelebi, Halil Tosun, Ali Çağlar Önçağ

Pages : 316-325

Doi:10.21541/apjes.576629

View : 31 | Download : 12

Publication Date : 2020-05-26

Article Type : Research

Abstract :Hibrit Laminer Akış Kontrolü (HLFC), sivil jet taşımacılığı uçaklarının yakıt tüketimini azaltmak için havacılık endüstrisindeki en önemli teknolojilerden biridir. Sınır tabaka emişinin neden olduğu sürtünmeyi azaltmak için uçak kanatlarının ve kuyruk düzlemlerinin ön kenarlarında küçük deliklere ihtiyaç vardır. Bu küçük deliklerin Ti-6Al-4V alaşımlarına uygulanması için çok fazla çalışmalar yapılmıştır. Mikro lazer delme işlemi uygulandığında, delinmiş deliklerin yakınlığına bağlı olarak bazı problemler ortaya çıkmaktadır. Ek olarak, geniş alanlara çok sayıda delik açarken ısıl bozulmanın en aza indirilmesi daha da zorlaşmaktadır. Bu araştırmanın amacı, mikro lazer delme işleminden kaynaklanan deformasyonu değerlendirmek ve en aza indirmek için etkili bir dizi çalışmalar geliştirmektir. Bu çalışma kapsamında galvo tarayıcıya sahip 50 W güç darbeli Ytterbium fiber lazer kullanılmıştır. Her mikro delme işlemi için atılan lazerler arası bekleme süresinin arttırılması, numunelerin her iki tarafında ağırlık kullanımının ve delinmiş numunelerin deformasyonu üzerine azot soğutmanın etkileri incelenmiştir. Delme işleminden önce ve sonra örnekler, entegre bir 3D lazer tarayıcısına sahip 6 eksenli bir kol CMM ile taranmıştır. PC-DMIS yazılımı kullanılarak deformasyon eğrileri elde edilmiştir. Sonuç olarak, bekleme süresi arttıkça numunelerde daha az deformasyon gözlenmiştir. Ek olarak, sürece azot gazı eklenmesi deformasyon minimuma indirgeme çabalarını olumlu yönde etkilemiştir.
Keywords : Micro-laser drilling, Ti-6Al-4V alloys, Aerospace applications, 3D Laser Scanning