Tehnica de sudare cu laser a îmbinării magneziu pe aluminiu și a stratului intermediar de magneziu/aluminiu cu adaos de folie Ti este propusă pentru a suda aliajul de magneziu AZ31 și aliajul de aluminiu 6061, iar organizarea și proprietățile îmbinărilor magneziu/aluminiu sunt investigate sub efectul de Ti folie-laser. Rezultatele arată că adăugarea de folie Ti poate obține o îmbinare eficientă Mg/Al în cadrul procesului de sudare cu laser, iar rezistența la forfecare (rezistența liniei) a îmbinării Mg/Al atinge 58 N/mm, iar morfologia bazinului topit se modifică. de la forma „V” fără folie Ti la „forma pahar de vin” cu folie Ti. Forma bazinului de topire se schimbă de la forma „V” fără folie Ti la „forma cupă” cu folie Ti. Odată cu creșterea grosimii foliei de Ti, adâncimea bazinului de topire a îmbinării Mg/Al crește, folia de Ti din apropierea părții de aluminiu a substratului se topește parțial, iar elementele de Ti sunt distribuite în bazinul de topire pentru a forma compuși Ti3Al. ; adăugarea foliei de Ti inhibă contactul direct dintre magneziu și aluminiu și evită reacția Mg și Al pentru a forma compuși fragili de Mg/Al, astfel încât adăugarea de folie de Ti are un anumit grad de efect de barieră, dar folia de Ti are o conductivitate termică mai mică și este departe de sursa de căldură laser. Cu toate acestea, conductivitatea termică a foliei de Ti este scăzută, este departe de sursa de căldură laser, topirea foliei de Ti este incompletă și trebuie îmbunătățită legarea foliei de Ti cu materialul de bază.
Odată cu dezvoltarea rapidă a științei materialelor, metalele ușoare (aluminiu, magneziu, titan), ceramica ușoară și de înaltă rezistență și compozitele ceramice, compozitele C/C etc. devin din ce în ce mai populare în domeniul tehnologiei ingineriei aerospațiale și acolo este o nevoie din ce în ce mai urgentă de a suda aliajele de aluminiu cu aliaje de titan sau aliaje de magneziu pentru a forma piese structurale compozite. Sudarea cu laser este o tehnologie de îmbinare care se dezvoltă rapid în ultimii ani, care folosește un fascicul de înaltă energie pentru a topi rapid materialul și pentru a-l solidifica în același timp. Datorită aportului său mic de căldură, deformării mici post-sudare și timpul de sudare este scurt, de înaltă eficiență, foarte potrivit pentru conexiunea cu materiale diferite. Cu toate acestea, utilizarea metodei de sudare cu laser a sudării metalelor diferite de magneziu / aluminiu, datorită diferenței de punct de topire a magneziu / aluminiu este mică, contactul celor două metale lichide este inevitabil, viteza de reacție între starea lichidă este mult mai rapidă decât viteza de reacție între metalul solid, reacția Mg / Al este predispusă la compus Mg / Al fragil, acești compuși nu sunt doar în formarea interfeței dintre magneziu / aluminiu, vor fi, de asemenea, introduși în interfața bazinului topit din apropierea zonei, conducând la îmbinări sudate Acești compuși nu numai că se formează la interfața Mg/Al, dar intră și în zona bazinului topit din apropierea interfeței, ducând la ruperea fragilă a îmbinării sudate și reducând performanța îmbinării Mg/Al. Formarea compușilor fragili Mg/Al este o provocare pentru îmbinarea eficientă și economică a magneziu/aluminiu prin sudare prin fuziune.
Cercetătorii interni și străini au efectuat studii exploratorii asupra sudării Mg/Al, printre care lucrări reprezentative precum Zhao Limin et al. a constatat că stratul intermediar de zinc poate împiedica difuzarea elementelor Mg/Al între ele; Chang și colab. a investigat organizarea îmbinărilor sudate în sudare prin frecare cu laser Mg/Al cu folie de Ni; Chen Ying a investigat microstructura și proprietățile îmbinărilor sudate cu frecare Mg/Al și a constatat că formarea Chen Ying a studiat microstructura și proprietățile îmbinărilor sudate cu frecare Mg/Al și a constatat că formarea compușilor Mg17Al12 a îmbunătățit proprietățile îmbinării. ; Qi și colab. a efectuat sudarea cu strat Mg/Al cu adăugarea unui strat intermediar din folie de oțel moale și a constatat că rezistența la forfecare a îmbinării variază în funcție de grosimea stratului intermediar, iar rezistența la forfecare a crescut și apoi a scăzut odată cu creșterea grosimii foliei; Liu și Gao și colab. a efectuat sudarea cu laser compozit Mg/Al cu adăugarea unui strat intermediar și a constatat că Zn, Ce și Ti au avut efectul de a inhiba formarea compușilor fragili Mg/Al. Rolul Zn, Ce, Ti toate au efectul de a inhiba formarea compușilor fragili Mg/Al, dintre care Ti cu puncte ridicate de topire și fierbere are un efect mai bun de a inhiba formarea de compuși fragili Mg/Al, dar mecanismul nu este clar; Ma Yucheng și colab. a explorat fezabilitatea sudării în strat aluminiu/oțel cu adăugarea unui strat intermediar de Ni; Wang şi colab. a efectuat sudarea de fuziune compozită cu arc laser a magneziu/aluminiu cu adăugarea de strat intermediar de Ni și a constatat că compoziția de fază a compușilor intermetalici din zona de fuziune Khodabakhshi și colab. a efectuat sudarea cu laser oscilantă a plăcii de aliaj de magneziu AZ31 și a aliajului de aluminiu 6022 cu folie de Ni și a constatat că oscilația fasciculului laser reduce formarea de fisuri în articulații și îmbunătățește amestecarea în interiorul bazinului topit, iar adăugarea de folie de Ni inhibă mai bine reacția Mg. şi Al pentru a forma un compus fragil Mg/Al; Li Mingfeng și colab. a efectuat sudarea cu ultrasunete a plăcii din aliaj de magneziu AZ31B și a aliajului de aluminiu cu folie metalică. Li Mingfeng și colab. a efectuat sudarea cu ultrasunete a plăcii de aliaj de magneziu AZ31B și a aliajului de aluminiu cu adăugarea de folie metalică și a constatat că adăugarea de folie de Cu a prevenit formarea compușilor Mg/Al, iar majoritatea suprafețelor rupurilor de Mg/Cu au fost netede; Zhang Shumai și colab. a efectuat sudarea cu laser a aliajului de magneziu/aliaj de aluminiu cu adăugarea de folie de Ni și a constatat că adăugarea de folie de Ni a limitat difuzarea Al din aluminiu în baia de magneziu și a scăzut reacția Al și Mg pentru a produce Mg/ fragil. Compușii Al și reacția Ni și Al în zona piscinei comune au produs AlNi și AlNi. În plus, Ni din zona piscinei comune reacționează cu Al pentru a produce compuși Al-Ni, cum ar fi AlNi și Al3Ni. Peng şi colab. a efectuat sudarea cu ultrasunete a aliajelor de magneziu și a aliajelor de aluminiu cu adăugarea de folie de Ag și a constatat că folia de Ag a interacționat cu Mg și Al pentru a inhiba generarea de compuși fragili Mg/Al, iar interfața Mg/Al a fost înlocuită cu Mg/Ag și interfețe Al/Ag. Din rezultatele cercetărilor existente privind sudarea Mg/Al, factorul cheie care afectează performanța îmbinărilor Mg/Al este compușii fragili Mg/Al. Pentru a îmbunătăți proprietățile îmbinărilor Mg/Al, formarea compușilor Mg/Al este influențată în principal de optimizarea parametrilor procesului de sudare și de utilizarea materialelor aditive. Având în vedere problema că magneziul/aluminiul lichid este predispus să reacționeze pentru a forma compuși fragili Mg/Al și pentru a reduce proprietățile îmbinării, această lucrare propune tehnologia de sudare cu laser a suprapunerii magneziu-pe-aluminiu și adăugarea de folie de Ti între magneziu. / straturi de aluminiu pentru a suda aliajul de magneziu AZ31 și aliajul de aluminiu 6061 și pentru a studia organizarea și proprietățile îmbinărilor sudate magneziu/aluminiu sub acțiunea laserului cu folie de titan, rezultatele studiului sunt de așteptat să fie utile pentru avansarea dezvoltarea componentelor structurale compozite din materiale diferite în producția aerospațială. Rezultatele acestui studiu sunt de așteptat să ofere o idee nouă pentru a promova aplicarea componentelor structurale compozite eterogene în producția aerospațială.
Aliajul de magneziu AZ31 și aliajul de aluminiu 6061 au fost sudate utilizând tehnica de sudare cu laser a interfeței magneziu pe aluminiu și adăugând folie de Ti între straturile de magneziu/aluminiu pentru a studia structura și proprietățile îmbinărilor sudate prin fuziune magneziu/aluminiu sub acțiunea foliei de Ti. -laser, iar principalele concluzii sunt următoarele.
(1) În condițiile procesului de putere laser de 1600-1700 W, viteză de sudare de 1200 mm/min, deformare a capului laser de 20 de grade, defocalizare zero și utilizarea gazului protector Ar pentru suflare laterală și spate protejând, adăugarea de folie de Ti poate realiza o conexiune eficientă de magneziu/aluminiu, iar îmbinările magneziu/aluminiu pot atinge o rezistență la forfecare (rezistența liniei) de 58 N/mm.
(2) Odată cu adăugarea de folie de Ti, morfologia bazinului de topire se schimbă de la o formă de „V” fără folie de Ti la o formă de „pahar de vin” cu folie de Ti. Pe măsură ce grosimea foliei de Ti crește, adâncimea bazinului de topire a îmbinărilor magneziu/aluminiu crește, iar folia de lângă partea de aluminiu a substratului se topește parțial, iar elementele de Ti sunt distribuite în interiorul bazinului de topire. Elementele Ti sunt distribuite în interiorul bazinului de topire și se formează compuși Ti3Al.
(3) Adăugarea foliei de Ti inhibă contactul direct dintre magneziu și aluminiu și previne reacția Mg și Al pentru a forma compuși fragili Mg/Al. Adăugarea foliei de Ti are un efect de barieră, dar conductivitatea termică a foliei de Ti este relativ scăzută și este departe de sursa de căldură laser, astfel încât topirea foliei de Ti este incompletă, iar legarea foliei de Ti cu materialul de bază trebuie îmbunătățit.
