Die Magnesiumlegierung als ideales leichtes Metallstrukturmaterial entspricht dem modernen Entwicklungskonzept der leichten, Energieeinsparung und der Emissionsreduzierung. Die Anwendungsaussichten in der Luft- und Raumfahrt, Transport, elektronische Kommunikation und andere Branchen werden zunehmend geschätzt. Die Förderung der weiteren und breiteren Anwendung von Magnesiumlegierungen in verschiedenen Bereichen erfordert auch die Entwicklung der Verarbeitungstechnologie. Das Schweißen ist ein unverzichtbares Schlüsselglied bei der Herstellung von Magnesiumlegierungsprofilen und der Reparatur von Gussfehlern. Das Verbindungsproblem von Magnesiumlegierungen mit denselben und unterschiedlichen Metallen hat in den letzten Jahren weiterhin Aufmerksamkeit erhalten.
Im Vergleich zu anderen Schweißmethoden hat das Laserschweißen viele Vorteile wie hohe Stromdichte, einfache Geräte, hohe Schweißeffizienz, niedrige Verbindungsreste und schmale Wärmezone. Daher ist es eine Technologie mit großem Potenzial für den Zusammenhang von Magnesiumlegierungen. Die Mikrostruktur der Laserschweißverbindungen der Magnesiumlegierung unterscheidet sich jedoch häufig stark von der des Elternmaterials, und die Festigkeit von geschweißten Verbindungen ist im Allgemeinen schwächer als das des Elternmaterials. Die Beziehung zwischen der Mikrostruktur und dem mechanischen Verhalten von Laserschweißverbindungen ist entscheidend, um die Struktur und den Schweißprozess von Magnesiumlegierungen zu optimieren und eine hohe Verbindungseffizienz zu erreichen.
Die geschweißte Verbindung von Magnesiumlegierung AZ80 besteht aus Fusionszone (FZ), Wärme betroffener Zone (HAZ) und Basismaterial (BM). Die Basismaterialzone besteht aus äquienförmigen Kristallen mit feiner Korngröße und zeigt typische Verformungsstruktureigenschaften. Die Kornorientierung der Schweißzone ist zufällig und die Mikrostruktur ähnelt der tatsächlichen Gussstruktur, wobei die organisatorischen Eigenschaften von zentralen Kristallen und Kantensäulenkristallen gezeigt werden, die durch den Verfestigung und den Kristallisationsprozess während des Schweißens verursacht werden. Darüber hinaus schlägt die Schweißzone während der Verfestigung ein kontinuierliches Netzwerk von MG17Al12 -Phasen aus. In der Laserschweißverbindung der AZ80 -Magnesiumlegierung bildet eine Wärmezone mit einer Breite von etwa 60 μm deutlich zwischen der Schweißzone und dem Basismaterial. Die Korngröße der betroffenen Wärmezone ähnelt der des Basismaterials, aber ihre Korngrenzen sind erheblich vergrößert. Darüber hinaus wird eine große Anzahl feiner und dispergierter MG17Al12 -Phasen während des Schweißens in der hitzebethrozigen Zone ausgefällt.
Die geschweißte Verbindung von Magnesiumlegierung AZ80 zeigt hervorragende mechanische Eigenschaften mit einer Streckgrenze von 202 MPa und einer Schweißeffizienz von bis zu 92%. Die Mikrostrukturanalyse durch EPMA und EBSD in Kombination mit Synchrotron-Röntgenbeugungstechniken zeigte, dass die Niederschlagsphase und eine erhöhte Versetzungsdichte im Schweißgelenk die Hauptverstärkungsmechanismen von Laserschweißmagnesiumlegierungen waren. Die kombinierten Wirkungen der Verstärkung von Orowan, heterogener Deformation induzierte (HDI) Stärkung und Abhärtung der Dehnung machten die mechanischen Eigenschaften von AZ80 -Magnesiumlegierungsschweißverbindungen vergleichbar mit denen des Elternmaterials.
Kornstruktur und Orientierungsverteilung von Laserschweißmagnesiumlegierungsfugen
Mikrostruktur und Struktur von Magnesiumlegierungen geschweißten Verbindungen
Mechanische Eigenschaften von Laserschweißverbindungen der Magnesiumlegierung
Die Synchrotron-Röntgenbeugunganalyse zeigt den Stärkungsmechanismus von Magnesiumlegierungs-Schweißverbindungen
