Come materiale strutturale in metallo leggero ideale, la lega di magnesio è conforme al moderno concetto di sviluppo di leggera, conservazione energetica e riduzione delle emissioni. Le sue prospettive di applicazione in aerospaziale, trasporti, comunicazioni elettroniche e altri settori sono sempre più apprezzate. La promozione dell'ulteriore e più ampia applicazione di leghe di magnesio in vari campi richiede anche lo sviluppo della tecnologia di elaborazione. La saldatura è un collegamento chiave indispensabile nella produzione di profili in lega di magnesio e la riparazione di difetti di colata. Il problema di connessione delle leghe di magnesio con gli stessi e diversi metalli ha continuato a ricevere attenzione negli ultimi anni.
Rispetto ad altri metodi di saldatura, la saldatura laser presenta molti vantaggi come alta densità di potenza, attrezzature semplici, alta efficienza di saldatura, bassa sollecitazione residua articolare e zona stretta colpita dal calore. Pertanto, è una tecnologia con un grande potenziale per la connessione delle parti in lega di magnesio. Tuttavia, la microstruttura di giunti saldati laser in lega di magnesio è spesso molto diversa da quella del materiale genitore e la resistenza delle articolazioni saldate è generalmente più debole di quella del materiale genitore. Rivelare la relazione tra la microstruttura e il comportamento meccanico dei giunti saldati laser è cruciale per ottimizzare la struttura e il processo di saldatura delle leghe di magnesio e ottenere un'elevata efficienza articolare.
L'articolazione saldata della lega di magnesio AZ80 è costituito da zona di fusione (FZ), zona interessata a calore (HAZ) e materiale di base (BM). La zona di materiale di base è composta da cristalli equiax con dimensioni del grano fine, che mostra caratteristiche tipiche della trama della deformazione. L'orientamento del grano della zona di saldatura è casuale e la microstruttura è simile alla struttura di fusione effettiva, che mostra le caratteristiche organizzative dei cristalli equiax centrali e dei cristalli colonnari per bordi, causato dal processo di solidificazione e cristallizzazione durante la saldatura. Inoltre, la zona di saldatura precipita una rete continua di fasi Mg17al12 durante la solidificazione. Nell'articolazione saldata laser della lega di magnesio AZ80, una zona interessata al calore con una larghezza di circa 60 μm è chiaramente formata tra la zona di saldatura e il materiale di base. La dimensione del grano della zona interessata al calore è simile a quella del materiale di base, ma i suoi confini del grano sono significativamente appiattibili. Inoltre, un gran numero di fasi MG17Al12 disperse sono precipitate nella zona interessata al calore durante la saldatura.
L'articolazione saldata della lega di magnesio AZ80 mostra eccellenti proprietà meccaniche, con una resistenza alla snervamento di 202 MPa e un'efficienza di saldatura fino al 92%. L'analisi microstrutturale da parte di EPMA e EBSD combinata con tecniche di diffrazione dei raggi X di sincrotrone ha mostrato che la fase di precipitazione e l'aumento della densità di dislocazione nell'articolazione della saldatura erano i principali meccanismi di rafforzamento delle leghe di magnesio saldato laser. Gli effetti combinati del rafforzamento dell'orowan, della deformazione eterogenea indotta (HDI) di rafforzamento e indurimento della deformazione hanno reso le proprietà meccaniche dei giunti di saldatura in lega di magnesio AZ80 paragonabili a quelle del materiale genitore.
Struttura del grano e distribuzione dell'orientamento di giunti in lega di magnesio saldato laser
Microstruttura e struttura di giunti saldati in lega di magnesio
Proprietà meccaniche di giunti saldati laser legati in lega di magnesio
L'analisi della diffrazione dei raggi X di sincrotrone rivela il meccanismo di rafforzamento delle giunti saldati in lega di magnesio
