Resum
La propietat mecànica de la junta soldada és un factor essencial i crític per a l'aplicació àmplia de l'aliatge de magnesi en la fabricació de components. En aquest estudi, es van investigar els efectes sinèrgics del làser oscil·lant i l'addició de pols Gd sobre la ductilitat de les juntes d'aliatge de magnesi soldades híbrides de làser-MIG. A més, es va dilucidar el mecanisme de millora de la ductilitat basant-se en el refinament del gra i el comportament de propagació d'esquerdes. L'allargament de la junta es va incrementar un 145,3% en comparació amb el de la soldadura làser no-oscil·lant. L'efecte d'agitació del làser oscil·lant i l'agregació de fases precipitades d'alt -punt de fusió- (Mg, Al)2Gd va donar lloc al refinament del gra. L'anisotropia plàstica de la soldadura es va reduir a causa de l'orientació aleatòria del gra, que va ser induïda per la microestructura de soldadura homogènia. En conseqüència, l'activació de 〈c + a〉 Es va millorar el lliscament de la luxació, que va ser el factor clau per a la millora de la plasticitat. Durant el procés de propagació de l'esquerda, l'orientació del gra va ser girada per bessons i es va millorar la compatibilitat geomètrica dels grans adjacents. En conseqüència, la propagació de l'esquerda al llarg del límit del gra es va veure obstaculitzada de manera eficient. Els resultats d'aquest estudi contribueixen a l'avenç del làser oscil·lant amb la tecnologia de soldadura d'alimentació i proporcionen una referència valuosa per millorar la ductilitat de les juntes soldades d'aliatge de magnesi.
Fig. 1. Diagrama esquemàtic del procés de soldadura d'ompliment de potència Gd híbrid MIG- làser oscil·lant.
Taula 2. Paràmetres de soldadura d'ompliment de potència amb làser oscil·lant-MIG híbrid Gd.
| Paràmetres de soldadura | valors |
|---|---|
| Potència làserP(kW) | 2.2 |
| Velocitat d'alimentació del filferrovf(m/min) | 5.0, 5.5 |
| Velocitat de soldaduravw(mm/s) | 30, 35, 40 |
| Freqüència d'oscil·lació làserf(Hz) | 50, 100, 150, 200 |
| Diàmetre oscil·lant làserD(mm) | 1 |
| Velocitat de rotació de l'alimentador de polsvr(L/min) | 3.0, 6.0, 9.0 |
| Flux de gas portador de l'alimentador de polsvc(rpm) |
6.0, 7.5, 9.0
|
El nou avanç de la soldadura augmenta dràsticament la ductilitat de l'aliatge de magnesi
Un equip d'investigació ha revelat un avenç significatiu en la soldadura d'aliatges de magnesi, demostrant que una combinació de tecnologia làser oscil·lant i addició de pols de gadolini (Gd) pot millorar dràsticament la ductilitat de les juntes soldades híbrides làser-MIG.
Els aliatges de magnesi es valoren per les seves propietats lleugeres, però sovint s'enfronten a limitacions a causa de la poca ductilitat de la soldadura. El nou estudi demostra que es pot millorar l'allargament de la junta145%en comparació amb la soldadura làser no-oscil·lant convencional.
Segons els investigadors, la millora provérefinament del grai canvis encomportament de propagació d'esquerdes. El làser oscil·lant crea un efecte d'agitació, mentre que els precipitats d'alt -punt de fusió-(Mg,Al)₂Gd ajuden a refinar la microestructura. Aquest procés redueix l'anisotropia plàstica aleatoritzant l'orientació del gra, la qual cosa millora l'activació del lliscament de dislocació crític 〈c + a〉 - un mecanisme clau per millorar la plasticitat.
A més, durant la propagació de l'esquerda, l'orientació del gra gira mitjançant l'agermanament, augmentant la compatibilitat geomètrica entre els grans veïns. Això impedeix eficaçment que les esquerdes viatgen al llarg dels límits del gra.
Les troballes ofereixen nous coneixements sobre la soldadura assistida per-làser-oscil·lant amb alimentació de pols i presenten una ruta prometedora per millorar el rendiment mecànic dels components d'aliatge de magnesi a la indústria.
Després de la soldadura, les mostres es van preparar per a la metal·lúrgia, el microscopi electrònic d'escaneig (SEM), la difracció retrodispersa d'electrons (EBSD), el microscopi electrònic de transmissió (TEM) i l'anàlisi de propietats mecàniques. La mostra es va rectificar primer amb papers de vidre metal·logràfics, es va polir i després es va corroir amb solucions corrosives per examinar la microestructura de la soldadura. Les mostres d'EBSD es van polir electrolíticament en una solució que contenia perclorat de n-butanol metanol amb una proporció de 6:34:60, respectivament. Les mostres es van polir durant 25 s a −20 graus amb una tensió de 25 V i un corrent de 0,6 A. Les proves de tracció es van realitzar amb una velocitat de càrrega de 2,0 mm/min, i els resultats es van obtenir calculant la mitjana de tres mostres. Per estudiar el comportament de la propagació de l'esquerda, es van seleccionar mostres de tracció amb osca d'un sol -bord (SENT) i es van fabricar les puntes específiques de l'osca a la zona de soldadura.
3. Resultats
3.1. Morfologies de soldadura
El làser oscil·lant podria millorar la formació de la soldadura i eliminar els defectes de la soldadura de manera eficient. La taula 3 mostra les morfologies de soldadura i secció-transversal amb diferents processos en soldadura híbrida làser-MIG. La soldadura híbrida làser-MIG estava composta per una zona d'arc ampla i poc profunda a la part superior i una zona làser profunda i estreta a la part inferior. Quan la velocitat d'alimentació del filferro era de 5,0 m/min, es van observar defectes socavats i sense soldar a la part posterior de la soldadura, tal com es mostra a la figura (a) de la taula 3. Mentre augmentava la velocitat d'alimentació del filferro, es podrien suprimir els defectes sense soldar. No obstant això, la continuïtat de la soldadura va ser deficient amb retallades restants. I el defecte de col·lapse es va poder observar a la part davantera de la soldadura, tal com es mostra a la figura (b) de la taula 3. Mentre augmentava la velocitat de soldadura, la soldadura i la seva forma de secció transversal -estaven lliures de defectes, però es podien observar lleus esquitxades a la superfície de la soldadura, tal com es mostra a la figura (c) de la taula 3. A mesura que la velocitat de formació de soldadura augmentava amb 40 mm / deteriorament de la velocitat de soldadura. col·lapse i retallada. Es va observar una disminució notable de l'amplada de la soldadura, tal com es mostra a la figura (d) de
Taula 3.
Taula 3. Morfologies i seccions-de soldadura amb diferents processos de soldadura.
| Morfologies i seccions{0}}de soldadura | Paràmetres de soldadura | Formació de soldadura | ||
|---|---|---|---|---|
| vf(m/min) | vw(mm/s) | f(Hz) | ||
|
|
5.0 | 30 | / | Sotavalls i defectes sense soldar |
|
|
5.5 | 30 | / | Poca continuïtat, col·lapse i socavacions |
|
|
5.5 | 35 | / | Lleus esquitxades |
|
|
5.5 | 40 | / | Col·lapse i retallament |
|
|
5.5 | 35 | 50 | Sotada |
|
|
5.5 | 35 | 100 | Ben format |
|
|
5.5 | 35 | 150 | Gran diferència d'angle de cantonada i defectes socavats |
|
|
5.5 | 35 | 200 |
Gran diferència d'angle de cantonada |
