Nieuwe strategie voor het laserlassen van magnesiumlegeringen – team van professor Chen Hui aan de Southwest Jiaotong University: Oscillerende laser + Gd-poedersynergie verbetert de plasticiteit van laserlassen met magnesiumlegeringen aanzienlijk

Abstract

De mechanische eigenschappen van lasverbindingen zijn een essentiële en kritische factor voor de brede toepassing van magnesiumlegeringen bij de productie van componenten. In deze studie werden de synergetische effecten van oscillerende laser- en Gd-poedertoevoeging op de ductiliteit van laser-MIG hybride gelaste verbindingen van magnesiumlegeringen onderzocht. Bovendien werd het mechanisme voor het verbeteren van de ductiliteit opgehelderd op basis van korrelverfijning en scheurvoortplantingsgedrag. De gewrichtsrek was met 145,3% toegenomen in vergelijking met die van niet-oscillerend laserlassen. Het roereffect van oscillerende laser en aggregatie van neergeslagen fasen met een hoog-smeltpunt- (Mg, Al)₂Gd resulteerde in de verfijning van het graan. De plastische anisotropie van de las werd verminderd als gevolg van de gerandomiseerde korreloriëntatie, die werd veroorzaakt door de homogene lasmicrostructuur. Bijgevolg is de activering van 〈c + a〉 De dislocatieslip was verbeterd, wat de sleutelfactor was voor de verbetering van de plasticiteit. Tijdens het scheurvoortplantingsproces werd de korreloriëntatie door tweelingen geroteerd en werd de geometrische compatibiliteit van aangrenzende korrels verbeterd. Bijgevolg werd de scheurvoortplanting langs de korrelgrens op efficiënte wijze gehinderd. De bevindingen van dit onderzoek dragen bij aan de vooruitgang van oscillerende laser met lastechnologie met stroomtoevoer en bieden een waardevolle referentie voor het verbeteren van de ductiliteit van lasverbindingen van magnesiumlegeringen.

Afb. 1. Schematisch diagram van oscillerende laser-MIG hybride Gd-vermogensvullend lasproces.

Tabel 2. Oscillerende laser-MIG hybride Gd-vermogensvullende lasparameters.

Nieuwe doorbraak op het gebied van lassen verhoogt de ductiliteit van magnesiumlegeringen dramatisch

Een onderzoeksteam heeft een aanzienlijke vooruitgang onthuld op het gebied van het lassen van magnesiumlegeringen, wat aantoont dat een combinatie van oscillerende lasertechnologie en de toevoeging van gadolinium (Gd) poeder de ductiliteit van laser-MIG hybride lasverbindingen dramatisch kan verbeteren.

Magnesiumlegeringen worden gewaardeerd vanwege hun lichtgewichteigenschappen, maar worden vaak geconfronteerd met beperkingen vanwege de slechte lasductiliteit. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de gewrichtsverlenging kan worden verbeterd door145%vergeleken met conventioneel niet-oscillerend laserlassen.

Volgens de onderzoekers komt de verbetering voort uitkorrelverfijningen veranderingen daarinvoortplantingsgedrag van scheuren. De oscillerende laser zorgt voor een roereffect, terwijl neerslagen met een hoog-smelt-punt (Mg,Al)₂Gd de microstructuur helpen verfijnen. Dit proces vermindert de plastic anisotropie door de korreloriëntatie willekeurig te maken, wat de activering van kritische 〈c + a〉 dislocatieslip - verbetert, een sleutelmechanisme voor verbeterde plasticiteit.

Bovendien roteert de korreloriëntatie tijdens de voortplanting van scheuren door twinning, waardoor de geometrische compatibiliteit tussen aangrenzende korrels toeneemt. Dit verhindert effectief dat scheuren langs korrelgrenzen reizen.

De bevindingen bieden nieuwe inzichten in oscillerend-laser-geassisteerd lassen met poedertoevoer en presenteren een veelbelovende route voor het verbeteren van de mechanische prestaties van componenten van magnesiumlegeringen in de industrie.

Na het lassen werden de monsters voorbereid voor metallurgische, scanning-elektronenmicroscoop (SEM), elektronen-terug-verstrooide diffractie (EBSD), transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) en analyse van mechanische eigenschappen. Het monster werd eerst geschuurd met metallografisch schuurpapier, gepolijst en vervolgens gecorrodeerd met corrosieve oplossingen om de microstructuur van de las te onderzoeken. De EBSD-monsters werden elektrolytisch gepolijst in een oplossing die respectievelijk n-butanol-methanolperchloraat bevatte in de verhouding van 6:34:60. De monsters werden gedurende 25 seconden bij -20 graden gepolijst met een spanning van 25 V en een stroomsterkte van 0,6 A. De trekproeven werden uitgevoerd met een belastingssnelheid van 2,0 mm/min, en de resultaten werden verkregen door het gemiddelde van drie monsters te berekenen. Om het scheurvoortplantingsgedrag te bestuderen, werden SENT-monsters (Single Edge Notched Tensile) geselecteerd en werden de specifieke kerfpunten in de laszone vervaardigd.

3. Resultaten