Institute of Fundamental Technological Research
Polish Academy of Sciences

Partners

Rafał Banak, PhD

Kielce University of Technology (PL)

Doctoral thesis

2018-03-22

Analiza pola temperatur i kształtu strefy przetopieniowej w procesie spawania laserowego (Politechnika Świętokrzyska)

co-supervisor -- Tomasz Mościcki, PhD, DSc, IPPT PAN

Recent publications

Banak R.^♦, Mościcki T., Tofil S.^♦, Hoffman J., Antoszewski B.^♦, Laser Welding of a Spark Plug Electrode: Modelling the Problem of Metals with Disparate Melting Points, LASERS in ENGINEERING, ISSN: 0898-1507, Vol.38, No.3-6, pp.267-281, 2017

Abstract:
The numerical model of laser welding is presented. The time dependent set of equations describing heating, melting and solidification is solved using ANSYS-Fluent package and adopted to the problem using the external user-defined functions. The developed model is used for investigation of laser welding of Ir pad with spark plug electrode made of Ni. These spark plugs are key parts of industrial internal combustion engines using biogas as fuel. Problems in welding arise from significant difference of melting points of both metals; moreover, the boiling point of Ni is close to melting point of Ir. Theoretical model of the welding process is a useful and cost lowering tool providing guidance for selection of parameters and reducing significantly number of expensive and time consuming experiments

Keywords:
Nd:YAG laser, iridium, Ir, nickel, Ni, spark plug, laser welding, numerical model, dissimilar metals welding, temperature dependent material properties

Affiliations:

Banak R.	-	Kielce University of Technology (PL)
Mościcki T.	-	IPPT PAN
Tofil S.	-	other affiliation
Hoffman J.	-	IPPT PAN
Antoszewski B.	-	Kielce University of Technology (PL)

List of chapters in recent monographs

1.	Banak R.^♦, Mościcki T., Tofil S.^♦, Antoszewski B.^♦, Wybrane Problemy w Mechatronice i Inżynierii Materiałowej, MONOGRAFIE, STUDIA, ROZPRAWY, rozdział: Wpływ parametrów spawania laserowego na właściwości złącza Ni-Pt w świecach zapłonowych w silnikach na biopaliwo, Politechnika Świętokrzyska, Kielce, pp.22-33, 2016
2.	Banak R.^♦, Zowczak W.^♦, Mościcki T., Monografie, Studia, Rozprawy, rozdział: Symulacja numeryczna kształtu jeziorka spawalniczego w trakcie procesu spawania laserowego stali 304, Politechnika Świętokrzyska, Kielce, pp.193-203, 2015

Conference papers

Banak R.^♦, Mościcki T., Antoszewski B.^♦, Wpływ parametrów spawania laserowego na właściwości złącza NI-PT w świecach zapłonowych dla silników na biopaliwo, IX Konferencja Naukowo-Techniczna TEROTECHNOLOGIA, 2015-10-15/10-16, Kielce (PL), pp.1-8, 2015

Abstract:
W pracy został przedstawiony model teoretyczny oddziaływania wiązki laserowej z materiałami różnoimiennymi w procesie spawania. W celu wyznaczenia rozkładu pola temperatur, wymiarów spoiny oraz strefy mieszania się materiałów zbudowano trójwymiarowy, niestacjonarny model numeryczny uwzględniający proces wymiany ciepła i masy. Model został wykorzystany do zbadania przebiegu i optymalizacji parametrów procesu spawania niklowo - platynowych nakładek na świece zapłonowe dla silników na biopaliwo. Zbadano pływ czasu trwania impulsu, średnicy plamki oraz kąta nachylenia wiązki na rozkład pola temperatury. Kształt strefy przetopionej otrzymany z modelu teoretycznego jest w dobrej zgodności z wynikami eksperymentalnymi

Affiliations:

Banak R.	-	Kielce University of Technology (PL)
Mościcki T.	-	IPPT PAN
Antoszewski B.	-	Kielce University of Technology (PL)

Banak R.^♦, Zowczak W.^♦, Mościcki T., Theoretical Model of the Laser Welding Process, TRANSCOM 2015, 11th European Conference of Young Researchers and Scientists, 2015-06-22/06-24, Žilina (SK), pp.13-18, 2015

Abstract:
To determine the distribution of the temperature field and shape of the melting zone during the laser welding process of 304 stainless steel a three-dimensional numerical model was bilt and numerical simulation was performed. In order to improve the accuracy of the calculations temperature dependent material properties, heat loosdue to vaporization and heat exchange with surrounding medium due to the convection and radiation was considered.

Keywords:
Theoretical Model, Laser Welding, CFD

Affiliations:

Banak R.	-	Kielce University of Technology (PL)
Zowczak W.	-	other affiliation
Mościcki T.	-	IPPT PAN

Banak R.^♦, Mościcki T., Zowczak W.^♦, Modelowanie procesu przewodnościowego spawania laserowego z wykorzystaniem oprogramowania CFD, IV SYMPOZJUM KATEDR I ZAKŁADÓW SPAWALNICTWA pt. Nowoczesne zastosowania technologii spawalniczych, 2015-06-16/06-17, Istebna (PL), pp.4-8, 2015