01
Visió general del paper
Due to its high specific strength and heat resistance, 2024 aluminum alloy is widely utilized in fields such as aerospace and rail transit for critical load-bearing components of medium-to-thick sections (>4 mm). Tanmateix, quan s'apliquen mètodes tradicionals de soldadura per làser a aquests components, l'alta reflectivitat inherent i la baixa viscositat dels aliatges d'alumini els fan molt susceptibles a problemes de porositat i esquerdes-sovint provocats pels gradients de temperatura i la inestabilitat del procés. En conseqüència, això comporta una degradació de les propietats mecàniques de les unions soldades, limitant així l'àmbit d'aplicació de l'aliatge. Tot i que les tecnologies existents poden mitigar aquests problemes fins a cert punt, sovint ho fan a costa de sacrificar els avantatges inherents de la soldadura làser-específicament, la seva adaptabilitat ambiental i l'alta densitat d'energia. Per abordar aquest repte, aquest article presenta-per primera vegada-una nova tècnica de soldadura per làser planetari (PLW) i l'aplica a la soldadura de plaques d'aliatge d'alumini de mitjana-a-gruixuda. Aquesta tècnica combina de manera enginyosa un feix "planetari", dissenyat per a la soldadura de penetració profunda, amb un feix "satèl·lit", dissenyat per agitar la piscina fosa. Controlant amb precisió el comportament dinàmic de la piscina fosa i l'evolució de la seva microestructura, la tècnica pretén produir juntes soldades d'alta-qualitat i-alt rendiment, oferint així una nova perspectiva d'investigació i una nova via tècnica per superar els actuals colls d'ampolla de soldadura associats a les plaques de gruix mitjà a{16} d'alumini.
02
**Visió general de text complet**
A causa de la seva resistència específica excepcionalment alta, l'aliatge d'alumini 7075 serveix com a material estructural crític en camps com l'aeroespacial i el ferrocarril d'alta velocitat-. No obstant això, la seva soldadura presenta importants reptes pel que fa a l'esquerdament i el suavització de la soldadura; els mètodes de soldadura tradicionals-inclosa la soldadura per fricció-agitació-presenten diferents inconvenients, i fins i tot la soldadura per feix d'alta-energia no ha pogut resoldre el problema de la degradació de la resistència. La soldadura per làser polsada de baix -duty cycle-ha sorgit com una solució potencial a aquest problema, a causa de la seva baixa aportació de calor i els seus paràmetres flexibles; no obstant això, els mecanismes que regeixen l'evolució de la microestructura, l'inici de les esquerdes i la propagació de les esquerdes durant la soldadura làser polsada de l'aliatge d'alumini 7075 encara no estan clars. Per abordar aquest buit de coneixement, aquest estudi caracteritza la microestructura típica de les juntes de soldadura mitjançant experiments de soldadura per làser per pols-paràmetres variables. A més, basant-se en un model d'esquerdes en estat no-estacionari-, es proposa un mètode quantitatiu per avaluar la susceptibilitat de les esquerdes per investigar les correlacions entre la morfologia de les esquerdes, la susceptibilitat i els paràmetres de soldadura. A més, s'ha demostrat l'ús de filferro de farciment de la mateixa composició de material per aconseguir una soldadura lliure d'esquerdes-, seguida de proves de propietats mecàniques de les juntes. Aquesta investigació proporciona suport tant teòric com experimental per aconseguir una soldadura d'alta-qualitat d'aliatge d'alumini 7075.
03
**Anàlisi il·lustrativa**
La figura 1 presenta una caracterització típica de la microestructura de la junta de referència D7, formada per la soldadura làser polsada d'aliatge d'alumini 7075; ofereix una visió multi-dimensional de la morfologia del gra i les característiques estructurals de la unió soldada. Mitjançant la integració de tècniques d'observació SEM i EBSD, la figura destaca les diferències en l'estructura del gra entre el metall base i la costura de soldadura, alhora que il·lustra la morfologia estructural de la costura de soldadura a través dels plans horitzontals, de secció transversal i longitudinal. Revela clarament els trets característics de la costura de soldadura-grans predominantment columnars amb una escassa presència de grans equiaxials-al centre-i mostra clarament les línies de refusió formades durant el procés de soldadura per pols. A més, la figura dilucida la influència reguladora exercida per les variacions en la relació entre el gradient de temperatura i la taxa de solidificació sobre la morfologia del gra de la costura de soldadura, establint així una base microscòpica per a anàlisis posteriors sobre les correlacions entre la microestructura de la soldadura, el comportament d'esquerdes i les propietats mecàniques.
