Magnesium-alumiini-läpiliitoksen ja magnesium/alumiinivälikerroksen laserhitsaustekniikkaa Ti-folion lisäyksellä ehdotetaan AZ31-magnesium- ja 6061-alumiiniseoksen hitsaukseen, ja vaikutuksen alaisena tutkitaan magnesium-alumiiniliitosten organisaatiota ja ominaisuuksia. Ti-folio-laser. Tulokset osoittavat, että Ti-folion lisääminen voi saavuttaa tehokkaan Mg/Al-liitoksen laserhitsausprosessissa, ja Mg/Al-liitoksen leikkauslujuus (linjalujuus) saavuttaa 58 N/mm ja sulan altaan morfologia muuttuu. "V"-muodosta ilman Ti-foliota "viinilasin muotoon" Ti-foliolla. Sula-altaan muoto muuttuu "V"-muodosta ilman Ti-foliota "kupin muotoon" Ti-foliolla. Ti-kalvon paksuuden kasvaessa Mg/Al-liitoksen sulaaltaan syvyys kasvaa, substraatin alumiinipuolen lähellä oleva Ti-kalvo osittain sulaa ja Ti-elementit jakautuvat sulatealtaaseen muodostaen Ti3Al-yhdisteitä. ; Ti-folion lisäys estää magnesiumin ja alumiinin välisen suoran kosketuksen ja välttää Mg:n ja Al:n reaktion muodostaen hauraita Mg/Al-yhdisteitä, joten Ti-folion lisäyksellä on tietty suojavaikutus, mutta Ti-kalvolla on alhaisempi lämmönjohtavuus, ja se on kaukana laserlämmönlähteestä. Ti-folion lämmönjohtavuus on kuitenkin alhainen, se on kaukana laserlämmönlähteestä, Ti-kalvon sulaminen on epätäydellistä ja Ti-folion sitoutumista perusmateriaaliin on parannettava.
Materiaalitieteen nopean kehityksen myötä kevytmetallit (alumiini, magnesium, titaani), kevyt ja luja keramiikka ja keraamiset komposiitit, C/C-komposiitit jne. ovat tulossa yhä suositummiksi ilmailu- ja avaruustekniikan alalla. on yhä kiireellisempi tarve hitsata alumiiniseoksia titaaniseoksilla tai magnesiumseoksilla komposiittirakenneosien muodostamiseksi. Laserhitsaus on viime vuosina nopeasti kehittyvä liitostekniikka, joka käyttää korkeaenergistä sädettä materiaalin nopeaan sulattamiseen ja samalla kiinteyttämiseen. Pienen lämmönsyötön, pienen hitsin jälkeisen muodonmuutoksen ja hitsausajan ansiosta se on lyhyt, korkea hyötysuhde, sopii hyvin erilaisten materiaalien liittämiseen. Kuitenkin laserhitsausmenetelmän käyttö magnesiumin / alumiinin erilaisen metallin hitsaukseen, koska magnesiumin / alumiinin sulamispisteen ero on pieni, kahden nestemäisen metallin kosketus on väistämätön, nestemäisen tilan välinen reaktionopeus on paljon nopeampi kuin reaktionopeus välillä kiinteä metalli, Mg / Al-reaktio on altis hauras Mg / Al-yhdiste, nämä yhdisteet eivät ole vain muodostumista rajapinta magnesiumin / alumiinin, tulee myös tulla rajapinta sulan altaan lähellä aluetta, jotka johtavat hitsausliitoksiin Näitä yhdisteitä ei muodostu ainoastaan Mg/Al-rajapinnassa, vaan ne myös menevät sulan allasalueelle rajapinnan lähellä, mikä johtaa hitsausliitoksen hauraaseen murtumiseen ja heikentää Mg/Al-liitoksen suorituskykyä. Hauraiden Mg/Al-yhdisteiden muodostuminen on haaste magnesium/alumiinin tehokkaalle ja taloudelliselle liittämiselle sulahitsauksella.
Kotimaiset ja ulkomaiset tutkijat ovat tehneet Mg/Al-hitsausta koskevia esiselvitystutkimuksia, joiden joukossa on edustavia töitä, kuten Zhao Limin et al. havaitsivat, että sinkkivälikerros voi estää Mg/Al-elementtejä diffundoitumasta toistensa kanssa; Chang et ai. tutki hitsausliitosten organisointia Mg/Al-laserkitkasekoitushitsauksessa Ni-kalvolla; Chen Ying tutki Mg/Al-kitkahitsattujen liitosten mikrorakennetta ja ominaisuuksia ja havaitsi, että Chen Yingin muodostuminen tutki Mg/Al-kitkahitsausliitosten mikrorakennetta ja ominaisuuksia ja havaitsi, että Mg17Al12-yhdisteiden muodostuminen paransi liitoksen ominaisuuksia. ; Qi et ai. suoritti Mg/Al-liimahitsauksen lisäämällä pehmeää teräskalvovälikerrosta ja havaitsi, että liitoksen leikkauslujuus vaihteli välikerroksen paksuuden mukaan ja leikkauslujuus kasvoi ja sitten laski kalvon paksuuden kasvaessa; Liu ja Gao et ai. suoritti Mg/Al-laserkomposiittihitsauksen lisäämällä keskivälikerroksen ja havaitsi, että Zn:llä, Ce:llä ja Ti:llä oli vaikutusta hauraiden Mg/Al-yhdisteiden muodostumisen estämiseen. Zn:n, Ce:n ja Ti:n rooli kaikki estävät hauraiden Mg/Al-yhdisteiden muodostumista, joista korkean sulamis- ja kiehumispisteen omaava Ti estää paremmin hauraiden Mg/Al-yhdisteiden muodostumista, mutta mekanismi ei ole selvää; Ma Yucheng et ai. tutki alumiini/teräshitsauksen toteutettavuutta lisäämällä Ni-välikerrosta; Wang et ai. suoritti magnesium/alumiinin laserkaarikomposiittisulatushitsauksen Ni-välikerroksen lisäyksellä ja havaitsi, että metallien välisten yhdisteiden faasikoostumus fuusioalueella Khodabakhshi et al. suoritti oskilloivan laserhitsauksen AZ31 magnesiumseoslevylle ja 6022 alumiiniseokselle Ni-kalvolla ja havaitsi, että lasersäteen värähtely vähentää sauman halkeamien muodostumista ja tehostaa sekoittumista sulan altaan sisällä, ja Ni-kalvon lisääminen estää paremmin Mg:n reaktiota ja Al hauraan Mg/Al-yhdisteen muodostamiseksi; Li Mingfeng et ai. suoritti AZ31B magnesiumseoslevyn ja alumiiniseoksen ultraäänihitsauksen metallikalvolla. Li Mingfeng et ai. suoritti AZ31B-magnesiumseoslevyn ja alumiiniseoksen ultraäänihitsauksen lisäämällä metallikalvoa ja havaitsi, että Cu-kalvon lisääminen esti Mg/Al-yhdisteiden muodostumisen ja useimmat Mg/Cu-katkojen pinnat olivat sileitä; Zhang Shumai et ai. suoritti magnesiumseoksen/alumiiniseoksen laserhitsauksen lisäämällä Ni-kalvoa ja havaitsi, että Ni-kalvon lisääminen rajoitti Al:n diffuusiota alumiinista magnesiumkylpyyn ja vähensi Al:n ja Mg:n reaktiota hauraiden Mg/ Al-yhdisteet sekä Ni:n ja Al:n reaktio yhteisen poolin alueella tuottivat AlNi:tä ja AlNi:tä. Lisäksi yhteisen allasalueen Ni reagoi Alin kanssa ja tuottaa Al-Ni-yhdisteitä, kuten AlNi ja Al3Ni. Peng et ai. suoritti magnesiumseosten ja alumiiniseosten ultraäänihitsauksen lisäämällä Ag-kalvoa ja havaitsi, että Ag-kalvo oli vuorovaikutuksessa Mg:n ja Al:n kanssa hauraiden Mg/Al-yhdisteiden muodostumisen estämiseksi, ja Mg/Al-rajapinta korvattiin Mg/Ag:lla. ja Al/Ag-rajapinnat. Nykyisistä Mg/Al-hitsauksen tutkimustuloksista keskeinen Mg/Al-liitosten suorituskykyyn vaikuttava tekijä on hauraat Mg/Al-yhdisteet. Mg/Al-liitosten ominaisuuksien parantamiseksi Mg/Al-yhdisteiden muodostumiseen vaikutetaan pääasiassa optimoimalla hitsausprosessiparametreja ja käyttämällä lisäaineita. Ottaen huomioon ongelman, että nestemäinen magnesium/alumiini on taipuvainen reagoimaan muodostaen hauraita Mg/Al-yhdisteitä ja heikentämään liitosominaisuuksia, tässä artikkelissa ehdotetaan laserhitsaustekniikkaa, jossa magnesium-alumiinin päällekkäisyys ja Ti-kalvon lisääminen magnesiumin väliin. /alumiinikerrokset AZ31-magnesium- ja 6061-alumiiniseoksen hitsaamiseen sekä magnesium/alumiinihitsattujen liitosten organisaation ja ominaisuuksien tutkimiseen titaanifolio-laserin vaikutuksesta, tutkimuksen tulosten odotetaan olevan hyödyllisiä erilaisista materiaaleista valmistettujen komposiittirakenneosien kehittäminen ilmailuteollisuudessa. Tämän tutkimuksen tulosten odotetaan antavan uuden idean heterogeenisten komposiittirakennekomponenttien soveltamisen edistämiseksi ilmailun valmistuksessa.
AZ31 magnesiumseos ja 6061 alumiiniseos hitsattiin käyttämällä laserhitsaustekniikkaa magnesium-alumiini-rajapinnalla ja lisäämällä Ti-kalvoa magnesium/alumiinikerrosten väliin magnesium/alumiini-sulatushitsausliitosten rakenteen ja ominaisuuksien tutkimiseksi Ti-folion vaikutuksesta. -laser, ja tärkeimmät johtopäätökset ovat seuraavat.
(1) Prosessiolosuhteissa, joissa laserteho on 1600-1700 W, hitsausnopeus 1200 mm/min, laserpään taipuma 20 astetta, nolladefocus ja Ar-suojakaasun käyttö sivupuhallukseen ja taaksepäin. Suojaamalla Ti-folion lisääminen voi saavuttaa tehokkaan magnesium/alumiinin liitoksen, ja magnesium/alumiiniliitokset voivat saavuttaa 58 N/mm leikkauslujuuden (linjan lujuus).
(2) Ti-folion lisäämisen myötä sulaaltaan morfologia muuttuu "V"-muodosta ilman Ti-kalvoa "viinilasi"-muotoon Ti-kalvolla. Ti-kalvon paksuuden kasvaessa magnesium/alumiiniliitosten sulaaltaan syvyys kasvaa ja alustan alumiinipuolen lähellä oleva kalvo osittain sulaa ja Ti-elementit jakautuvat sulatusaltaan sisään. Ti-elementit jakautuvat sulatusaltaassa ja muodostuu Ti3Al-yhdisteitä.
(3) Ti-folion lisääminen estää magnesiumin ja alumiinin välisen suoran kosketuksen ja estää Mg:n ja Al:n reaktion muodostaen hauraita Mg/Al-yhdisteitä. Ti-folion lisäämisellä on estevaikutus, mutta Ti-folion lämmönjohtavuus on suhteellisen alhainen ja se on kaukana laserlämmönlähteestä, joten Ti-folion sulaminen on epätäydellistä ja Ti-folion sitoutuminen pohjamateriaalia on parannettava.
