Ihanteellisena kevyenä metallirakenteellisena materiaalina magnesiumseos vastaa kevyen kehityskonseptia, energiansäästöä ja päästöjen vähentämistä. Sen soveltamismahdollisuuksia ilmailu-, kuljetus-, sähköviestinnän ja muiden teollisuudenalojen avulla arvostetaan yhä enemmän. Magnesiumseosten lisää ja laajemman leveyden edistäminen eri aloilla vaatii myös prosessointekniikan kehittämistä. Hitsaus on välttämätön avainyhteys magnesiumseosprofiilien valmistuksessa ja valuvirheiden korjaamisessa. Magnesiumseosten yhteysongelma, jolla on samat ja erilaiset metallit, on jatkanut huomion kiinnittämistä viime vuosina.
Muihin hitsausmenetelmiin verrattuna laserhitsauksella on monia etuja, kuten suuritehoiset tiheydet, yksinkertaiset laitteet, korkea hitsaustehokkuus, alhainen nivelten jäännösjännitys ja kapea lämpöä koskeva vyöhyke. Siksi se on tekniikka, jolla on suuri potentiaali magnesiumseosiosien kytkemiseen. Magnesiumseoksen laserhitsattujen nivelten mikrorakenne on kuitenkin usein hyvin erilainen kuin emolateriaalin, ja hitsattujen nivelten lujuus on yleensä heikompi kuin emolateriaalin. Laserhitsattujen nivelten mikrorakenteen ja mekaanisen käyttäytymisen välinen suhde on välttämätöntä magnesiumseosten rakenne- ja hitsausprosessin optimoimiseksi ja korkean nivelten tehokkuuden saavuttamiseksi.
Magnesiumseos AZ80: n hitsattu nivel koostuu fuusiovyöhykkeestä (FZ), lämpötilasta (HAZ) ja perusmateriaalista (BM). Perusmateriaalivyöhyke koostuu equiaxed -kiteistä, joilla on hienorakeinen koko, joka osoittaa tyypillisiä muodonmuutosten tekstuuriominaisuuksia. Hitsausvyöhykkeen viljasuunta on satunnainen, ja mikrorakenne on samanlainen kuin todellinen valukarakenne, joka näyttää keskustakautuneiden kiteiden ja reunapylvään kiteiden organisaatioominaisuudet, jotka johtuvat kiinteytymis- ja kiteytymisprosessista hitsauksen aikana. Lisäksi hitsausvyöhyke saostaa jatkuvan MG17AL12 -faasien verkon kiinteyttämisen aikana. AZ80 -magnesiumseoksen laserhitsatussa nivelessä muodostuu selvästi lämpövyöhyke, jonka leveys on noin 60 μm, hitsausvyöhykkeen ja perusmateriaalin väliin. Lämpötilaan vaikuttavan vyöhykkeen viljakoko on samanlainen kuin perusmateriaalin, mutta sen viljarajat ovat merkittävästi karkeita. Lisäksi suuri määrä hienoja ja dispergoituneita MG17AL12 -faaseja saostuu lämpötilassa olevalla vyöhykkeellä hitsauksen aikana.
Magnesiumseos AZ80: n hitsatussa nivelissä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, ja saantolujuus on 202 MPa ja hitsaustehokkuus jopa 92%. EPMA: n ja EBSD: n mikrorakenteellinen analyysi yhdistettynä synkrotroniröntgendiffraktiotekniikoihin osoittivat, että saostumisfaasi ja lisääntynyt dislokaatiotiheys hitsausliitoksessa olivat laserhitsattujen magnesiumseosten tärkeimmät vahvistusmekanismit. Orowanin vahvistamisen, heterogeenisen muodonmuutoksen indusoiman (HDI) vahvistamisen (HDI) vahvistamisen ja kannan kovettumisen yhdistetyt vaikutukset tekivät AZ80 -magnesiumseoshitsausliitoksen mekaaniset ominaisuudet, jotka ovat verrattavissa emämateriaalin.
Laserhitsatujen magnesiumseosliitosten viljarakenne ja suunta jakauma
Magnesiumseoshitsattujen nivelten mikrorakenne ja rakenne
Magnesiumseoksen laserhitsatujen liitosten mekaaniset ominaisuudet
Synkrotroni-röntgendiffraktioanalyysi paljastaa magnesiumseoshitsattujen nivelten vahvistusmekanismin
