به عنوان یک ماده ساختاری فلزی سبک وزن ایده آل ، آلیاژ منیزیم با مفهوم توسعه مدرن از سبک وزن ، حفاظت از انرژی و کاهش انتشار مطابقت دارد. چشم انداز کاربرد آن در هوافضا ، حمل و نقل ، ارتباطات الکترونیکی و سایر صنایع به طور فزاینده ای ارزش دارد. ترویج کاربرد بیشتر و گسترده تر آلیاژهای منیزیم در زمینه های مختلف نیز نیاز به توسعه فناوری پردازش دارد. جوشکاری یک پیوند کلیدی ضروری در ساخت پروفایل آلیاژ منیزیم و تعمیر نقص ریخته گری است. مشکل اتصال آلیاژهای منیزیم با فلزات یکسان و متفاوت در سالهای اخیر همچنان مورد توجه قرار گرفته است.
در مقایسه با سایر روشهای جوشکاری ، جوشکاری لیزر دارای مزایای بسیاری از جمله چگالی قدرت بالا ، تجهیزات ساده ، راندمان جوشکاری بالا ، استرس باقیمانده مفصل کم و منطقه تحت تأثیر گرما است. بنابراین ، این یک فناوری با پتانسیل عالی برای اتصال قطعات آلیاژ منیزیم است. با این حال ، ریزساختار اتصالات جوش خورده لیزر آلیاژ منیزیم اغلب با ماده والدین بسیار متفاوت است و استحکام مفاصل جوش داده شده به طور کلی ضعیف تر از ماده والدین است. آشکار کردن رابطه بین ریزساختار و رفتار مکانیکی اتصالات جوش داده شده لیزر برای بهینه سازی ساختار و فرایند جوشکاری آلیاژهای منیزیم و دستیابی به راندمان بالای مفصل بسیار مهم است.
مفصل جوش داده شده آلیاژ منیزیم AZ80 از منطقه فیوژن (FZ) ، منطقه تحت تأثیر گرما (HAZ) و مواد پایه (BM) تشکیل شده است. منطقه ماده پایه از کریستال های برابر با اندازه دانه ریز تشکیل شده است و خصوصیات بافت تغییر شکل معمولی را نشان می دهد. جهت گیری دانه منطقه جوش تصادفی است ، و ریزساختار شبیه به ساختار ریخته گری واقعی است ، که ویژگی های سازمانی کریستالهای معادل مرکزی و کریستال های ستونی لبه را نشان می دهد ، که ناشی از فرایند جامد سازی و تبلور در طول جوش است. علاوه بر این ، منطقه جوش یک شبکه مداوم از مراحل MG17AL12 را در حین جامد سازی رسوب می کند. در مفصل لیزر جوش داده شده از آلیاژ منیزیم AZ80 ، یک منطقه تحت تأثیر گرما با عرض حدود 60μm به وضوح بین منطقه جوش و ماده پایه تشکیل می شود. اندازه دانه منطقه تحت تأثیر گرما شبیه به ماده پایه است ، اما مرزهای دانه آن به طور قابل توجهی درشت است. علاوه بر این ، تعداد زیادی از مراحل MG17AL12 ریز و پراکنده در منطقه تحت تأثیر گرما هنگام جوشکاری رسوب می شوند.
مفصل جوش داده شده آلیاژ منیزیم AZ80 خصوصیات مکانیکی عالی را نشان می دهد ، با قدرت عملکرد 202 مگاپاسکال و راندمان جوش تا 92 ٪. تجزیه و تحلیل ریزساختاری توسط EPMA و EBSD همراه با تکنیک های پراش پرتونگاری Synchrotron نشان داد که فاز بارش و افزایش چگالی جابجایی در مفصل جوش ، مکانیسم اصلی تقویت آلیاژهای منیزیم جوش داده شده لیزر است. اثرات ترکیبی تقویت اوروان ، تغییر شکل ناهمگن ناشی از تقویت (HDI) و سخت شدن کرنش باعث شده خواص مکانیکی اتصالات جوش آلیاژ منیزیم AZ80 قابل مقایسه با مواد والدین باشد.
ساختار دانه و توزیع جهت گیری اتصالات آلیاژ منیزیم جوش داده شده لیزر
ریزساختار و ساختار اتصالات جوش داده شده آلیاژ منیزیم
خصوصیات مکانیکی اتصالات لیزر آلیاژ منیزیم
تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس سنکروترون مکانیسم تقویت اتصالات جوش داده شده آلیاژ منیزیم را نشان می دهد
