Excimer laser treatment of ZE41 magnesium alloy for corrosion resistance and microhardness improvement

We would like to acknowledge the financial support of the ‘‘Conseil regional de PACA’’ and Protection des Metaux d’Arenc). The authors are grateful to PMA’s engineers Ms. E. Castellan, Ms. A. Gonthier and Mr. F. Miretti for their help and assistance with the salt-spray testsA laser surface melting treatment (LSMT) was performed on a ZE41 Mg-alloy using an excimer KrF laser. The laser-melted layer depth depends on the laser scan speed. The morphology and the microstructure of the laser-melted surface were characterized, thanks to the scanning electron microscopy (SEM). The melted Mg-alloy presented a homogenous distribution of the alloying elements in the magnesium matrix. The laser surface melting treatment increased the microhardness of the ZE41 Mg-alloy and improved its corrosion resistance

Microstructure and properties of welds between 5754 Al alloys and AZ31 Mg alloys using a Yb:YAG laser

The authors wish to thank Mr. Henri ANDRZEJEWSKI for his technical assistance in laser experiments. The authors wish to place their sincere thanks to Professor Philippe BOURNOT and Dr. Eric VALERIO for helpful discussions.Dissimilar laser beam welding between A5754 Al alloy and AZ31 Mg alloy with the plate thickness of 2 mm was investigated. Complex flow pattern characterized by a large volume of intermetallic compounds Al12Mg17 and Al3Mg2 is formed in the fusion zone. Microhardness measurement of the dissimilar welds presents an uneven distribution due to the complicated microstructure of the weld, and the maximum value of microhardness in the fusion zone is much higher than of the base materials

Excimer laser treatment of ZE41 magnesium alloy for corrosion resistance and microhardness improvement

We would like to acknowledge the financial support of the ‘‘Conseil regional de PACA’’ and Protection des Metaux d’Arenc). The authors are grateful to PMA’s engineers Ms. E. Castellan, Ms. A. Gonthier and Mr. F. Miretti for their help and assistance with the salt-spray testsA laser surface melting treatment (LSMT) was performed on a ZE41 Mg-alloy using an excimer KrF laser. The laser-melted layer depth depends on the laser scan speed. The morphology and the microstructure of the laser-melted surface were characterized, thanks to the scanning electron microscopy (SEM). The melted Mg-alloy presented a homogenous distribution of the alloying elements in the magnesium matrix. The laser surface melting treatment increased the microhardness of the ZE41 Mg-alloy and improved its corrosion resistance

Etude des mécanismes de transformation de matériaux céramiques sous l'influence d'un rayonnement UV intense

Cette thèse concerne l'étude de l'interaction entre un rayonnement laser à excimères KrF (248 nm) et deux céramiques, le nitrure de silicium (Si3N4) et le nitrure d'aluminium (AIN). Ces matériaux aux propriétés technologiques attractives (excellentes propriétés thermo-mécaniques pour Si3N4, conductivité thermique élevée et grande résistivité électrique pour AIN) ont de nombreuses applications en mécanique, électronique et micro-électronique. Leurs utilisations sont cependant encore limitées, en raison notamment d'une qualité de surface insuffisante et de difficultés d'usinage. L'étude des potentialités du laser UV dans leur traitement de surface relève donc, dans ce contexte, d'un grand intérêt. Différentes analyses morphologiques et physico-chimiques des matériaux (MEB, MET, spectroscopie Auger...) ont été combinées afin de caractériser les modifications induites suivant les conditions d'irradiation (fluence et nombre de tirs laser, environnement gazeux). Un code numérique modélisant les phénomènes thermiques générés par l'irradiation laser a également été utilisé. Grâce aux calculs donnant l'évolution de la température à la surface des matériaux pendant l'interaction, la formation des cônes à faible fluence sur Si3N4 a pu être ainsi expliquée, comme l'inhomogénéité en épaisseur de la couche métallique créée par insolation laser d'AINAIX-MARSEILLE1-BU Sci.St Charles (130552104) / SudocSudocFranceF

Etude expérimentale et numérique de la soudabilité des alliages de magnésium par laser CO2 de puissance (applications pour l'automobile et l'aéronautique)

Leur faible densité, leurs excellentes propriétés de moulage, leur bonne stabilité dimensionnelle, leur bonne capacité d amortissement, leur rôle d écran contre les interférences électromagnétiques, et leur recyclabilité, tous ces avantages font des alliages de magnésium des matériaux très attractifs pour les industriels de l automobile, aéronautique, électronique, informatique, nucléaire Cependant, leur usinage et, en particulier, leur soudabilité mérite un procédé bien adapté à leurs problèmes d inflammabilité, et d échauffement par frottement. L outil laser est un moyen efficace pour surmonter les difficultés d usinage, que nous pouvons rencontrer avec l utilisation des procédés conventionnels, ceci grâce à l apport d énergie sans contact avec le matériau à usiner et à la forte densité de puissance qu il est possible d obtenir. Le procédé laser associé à des couvertures gazeuses bien adaptées permet aussi de protéger efficacement le métal de l action de l oxygène. Actuellement, la recherche concernant le soudage des alliages de magnésium par laser et sa modélisation reste émergente. Pour notre réalisation expérimentale, deux alliages de magnésium ont été utilisés : des éprouvettes d alliage du type WE43 (application aéronautique) et du type AZ91 (application automobile), sont soudées par procédé laser CO2, de puissance nominale 5 kW et sans métal d apport. Les principaux paramètres de soudage par laser (puissance, vitesse, position focale et couverture gazeuse) on été optimisés afin d obtenir des cordons de soudure de bonnes propriétés mécaniques et sans défaut métallurgiques. Les paramètres du procédé de soudage par laser ont été optimisés dans les intervalles de valeurs suivantes : puissance laser : 500 à 5000 W, vitesse du soudage : 1 à 10 m/min, position de la tache focale par rapport à la surface de l échantillon de : .3mm à +3 mm, et une couverture gazeuse d hélium avec un débit de 10 à 60 l/min, sous une pression de 4 bars. La profondeur de pénétration et la largeur du cordon ont été caractérisées en fonction des principaux paramètres du procédé. L évolution du cordon de soudure avec la puissance laser et la vitesse du soudage nous permet aussi de distinguer le régime de conduction du régime keyhole lors d une opération de soudage par laser. L analyse métallurgique et le contrôle mécanique ont permis aussi de valider les cordons de soudure dont les paramètres ont été optimisés. Par comparaison avec le métal de base, les soudures réalisées ont conservé une bonne résistance à la rupture et possèdent une microdureté en moyenne du même ordre que celle dans le métal de base. Un code numérique développé au Centre Laser de l Université Polytechnique de Madrid, Espagne, modèle que nous avons adapté en coopération avec l équipe du Professeur J. L. Ocana au soudage laser des alliages de magnésium et aux conditions expérimentales particulières. Une comparaison modèle/expérience a été menée montrant l influence de la puissance laser et de la vitesse du soudage sur l évolution de la profondeur de pénétration et la largeur du cordon. Bien que les propriétés utilisées ne correspondent pas exactement à la réalité expérimentale, les résultats obtenus sont fiables compte-tenu des incertitudes attachées aux hypothèses simplificatrices, à l exception de certains cas de figures à la limite des conditions expérimentales, telles que à grandes vitesses, aux faibles puissances. Certains paramètres physiques comme l absorption plasma, la tension de surface à l état liquide, les constantes de vaporisation, devront être pris en compte dans la perspective du développement du modèle actuel.NICE-BU Sciences (060882101) / SudocSudocFranceF

Propagation d'un rayonnement infrarouge large bande en atmosphere marine mediterraneenne

Available from INIST (FR), Document Supply Service, under shelf-number : TD 81594 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueSIGLEFRFranc

Etude du phénomène de double ablation laser (application au dépôt de films minces de cryolithe)

AIX-MARSEILLE1-BU Sci.St Charles (130552104) / SudocSudocFranceF

Modeling of chemical composition in the melt pool during laser welding of Aluminum / Magnesium alloys

Joining dissimilar metals is very difficult due to the formation of brittle intermetallic phases which may be detrimental to mechanical properties. The present work aims to investigate the transport phenomenon in the weld bead and to understand the materials mixing during laser welding process of dissimilar Aluminum-Magnesium alloys. A three-dimensional transient model based on fluid flow, heat and mass transfer has been developed to predict the formation of the weld and to study numerically and experimentally the diffusion of alloying elements in the melted zone. SEM analysis of chemical composition has been realized to map elements distribution in the melted zone. The results of simulation show the formation of a heterogeneous mixture in the melt pool. The elements distribution map and the presence of brittle intermetallic phases in the fusion zone were analysed. The formation of intermetallic compounds, comprising Al3Mg2 and Al12Mg17 phases were predicted by studying the chemical elements distribution in the weld pool. A good tendency between experimental and numerical results is noticed for the weld

Etude expérimentale de l'implosion de bulles de cavitation optique au voisinage de parois souples (application à la tenue d'un revêtement élastomérique à l'érosion de cavitation)

AIX-MARSEILLE1-BU Sci.St Charles (130552104) / SudocSudocFranceF

Laser removal of the oxide layer on anodized aluminum

International audienc