008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
■001000016935426
■00520240214101930
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798380735599
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30720672
■035    ▼a(MiAaPQ)PennState_19430mxg1265
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a621
■1001  ▼aGao,  Mingze.
■24510▼aDefect  Formation  During  High  Power  Laser  Welding  of  a  Creep  Resistant  Nickel  Alloy▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bThe  Pennsylvania  State  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(191  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Debroy,  Tarasankar;Palmer,  Todd  A.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  Pennsylvania  State  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aHigh  power  laser  welding,  with  powers  on  the  order  of  10  kW,  represents  an  attractive  pathway  for  improving  productivity  in  the  single  pass  joining  of  thick  section  structures.  During  high  power  laser  welding  of  Inconel  740H,  a  candidate  material  for  the  steam  pipes  in  advanced  ultra  supercritical  power  plants,  defects  were  observed,  including  keyhole  collapse  porosity,  liquation  cracking  in  the  heat  affected  zone,  and  solidification  cracking  in  the  fusion  zone,  which  displayed  variations  with  processing  conditions.  Although  liquation  cracks  and  keyhole  porosity  were  observed  for  all  these  high  power  laser  welding  conditions  due  to  the  high  heat  input  and  keyhole  instability,  horizontal  solidification  cracks  across  the  fusion  zones  were  observed  at  depths  of  around  70%  to  80%  of  the  weld  depths,  while  the  same  material  does  not  display  similar  solidification  cracking  during  arc  welding  and  low  power  laser  welding  conditions.  A  similar  crack  was  not  observed  in  another  nickel  alloy,  Inconel  690,  under  the  same  welding  conditions.To  capture  the  complex  interactions  between  alloy  composition  and  processing  conditions  leading  to  the  appearance  of  these  cracks,  well-tested  heat  transfer  and  fluid  flow  and  thermomechanical  models  were  integrated  to  calculate  temperature  histories,  solidification  conditions,  and  the  resulting  stresses  and  strain  rates  across  the  solidifying  mushy  zone.  The  coupling  of  these  powerful  models  provided  a  means  for  evaluating  horizontal  solidification  cracking  susceptibility  and  predicting  crack  locations  by  identifying  the  simultaneous  appearance  of  critical  strain  rate  and  tensile  stress  levels  across  different  processing  conditions  and  alloys.Since  alloy  composition  is  usually  fixed  within  a  specified  range,  the  prevention  of  these  defects  requires  tight  control  of  the  processing  conditions.  Wobble  head  laser  welding,  as  an  emerging  tool  in  high  power  laser  welding,  was  employed,  which  provides  new  opportunities  to  alter  process  conditions  and  produce  defect  free  welds.  Due  to  the  additional  transverse  and  backward  motions  with  the  laser  beam  oscillation,  the  laser  energy  density  distribution  across  the  weldment  was  altered,  leading  to  variations  in  weld  pool  dimensions,  solidification  conditions,  and  stress  state  across  the  welds.  The  application  of  beam  oscillation  led  to  shorter,  wider,  and  shallower  weld  pools.  Due  to  these  changes  in  weld  profiles,  the  solidification  rate  was  reduced  while  the  temperature  gradient  was  increased  compared  with  the  linear  welds.  These  changes  in  the  process  conditions  also  impacted  the  stress  state,  which  provide  opportunities  to  prevent  solidification  cracking  during  high  power  laser  welding  process.
■590    ▼aSchool  code:  0176.
■650  4▼aHeat  transfer.
■650  4▼aSolidification.
■650  4▼aSingle  crystals.
■650  4▼aLasers.
■650  4▼aGrain  boundaries.
■650  4▼aNickel  alloys.
■650  4▼aAluminum  alloys.
■650  4▼aPressure  distribution.
■650  4▼aEnergy.
■650  4▼aCracks.
■650  4▼aAlloys.
■650  4▼aGeometry.
■650  4▼aMorphology.
■650  4▼aSolids.
■650  4▼aMaterials  science.
■653    ▼aLaser  welding
■653    ▼aKeyhole  porosity
■653    ▼aNickel  alloy
■653    ▼aAlloy  composition
■690    ▼a0287
■690    ▼a0791
■690    ▼a0794
■71020▼aThe  Pennsylvania  State  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-05B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0176
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16935426▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024