01 Papur Cyflwyniad Mae gweithgynhyrchu ychwanegyn arc gwifren (WAAM) o aloion magnesiwm cost isel wedi'i gyfyngu ers amser maith gan gryfder annigonol, yn bennaf oherwydd yr anhawster wrth gynhyrchu gwifrau arbenigol â chynnwys aloi uchel. Mae'r astudiaeth hon yn cynnig strategaeth aloi gwifren ddeuol â chymorth laser WAAM (laser-DWAAM) yn-situ, gan gynhyrchu'n llwyddiannus Mg caledu oedran iawn-9Al-0.4Zn (AZ90) drwy asio gwifren magnesiwm pur {21} â phrif wifren wedi'i seilio ar magnesiwm. Cyflawnodd yr aloi AZ90 wedi'i optimeiddio, ar ôl triniaeth heneiddio, gynnydd cryfder cynnyrch (YS) o tua 80 MPa, gan gyrraedd priodweddau cynhwysfawr YS Mwy na neu'n hafal i 185 MPa yn y pen draw, cryfder tynnol pen draw (UTS) Yn fwy na neu'n hafal i 335 MPa, ac elongation (EL) Yn fwy na neu'n hafal i 7%, gan osod y cryfder uchaf erioed ar gyfer cyfres magnesiwm WA AZ. Mae'r mecanwaith cryfhau craidd yn gorwedd wrth ffurfio gwaddodiadau graddfa aml-dwysedd uchel Mg17Al12, yn enwedig y rhai â chyfeiriadedd nad yw'n waelodol (onglau ~35 gradd a 90 gradd i'r plân gwaelodol), a all binio llithriad dadleoli gwaelodol gydag effeithlonrwydd llawer uwch na gwaddod gwaelodol. Mae'r gwaith hwn yn agor llwybr newydd ar gyfer gweithgynhyrchu ychwanegion o aloion magnesiwm uchel-cynnwys aloi.
02 Testun Llawn Trosolwg Mae aloion magnesiwm o bwys strategol sylweddol yn y sector awyrofod oherwydd eu dwysedd isel a'u cryfder penodol uchel. Ystyrir mai technoleg WAAM, gyda'i heffeithlonrwydd dyddodiad uchel a diogelwch rhagorol, yw'r dull a ffefrir ar gyfer gweithgynhyrchu cydrannau aloi magnesiwm mawr a chymhleth. Fodd bynnag, mae cymwysiadau WAAM cyfredol yn canolbwyntio'n bennaf ar aloeon magnesiwm aloi isel megis Mg-3Al-1Zn (AZ31), nad yw eu cryfder yn ddigon ar gyfer gofynion perfformiad uchel. Mae cynyddu'r cynnwys alwminiwm yn ffordd effeithiol o wella cryfder, ond mae gan aloion alwminiwm uchel blastigrwydd gwael, gan ei gwneud hi'n anodd cynhyrchu gwifrau weldio cymwys. Er mwyn goresgyn y dagfa weiren weldio hon, datblygodd yr astudiaeth hon dechneg aloi deuol â chymorth laser sy’n toddi yn y fan a’r lle, gan osgoi’r her o gynhyrchu gwifrau weldio aloi uchel, a chyflawnodd weithgynhyrchu aloi AZ90 gyda’r cyfansoddiad targed trwy reolaeth fanwl gywir ar y pwll tawdd.
Fodd bynnag, mae WAAM bimetallic yn wynebu heriau: gall gwahaniaethau ym mhhriodweddau ffisegol gwahanol ddeunyddiau (fel ymdoddbwyntiau) arwain at drosglwyddo defnynnau ansefydlog, gan arwain at ddiffygion megis anhomogenedd cyfansoddiadol a mandylledd. Mae'r astudiaeth hon yn arloesol yn cyflwyno maes ynni hybrid arc laser-, gyda'r nod o sefydlogi trosglwyddiad defnynnau, gwella dynameg pyllau toddi i hyrwyddo homogeneiddio cyfansoddiadol, a lliniaru ffurfio diffygion ar yr un pryd. Trwy arbrofion systematig a dadansoddi mecanwaith micro, mae'r gwaith hwn yn llwyddo i gyflawni diffygion isel, homogenaidd iawn mewn gweithgynhyrchu aloi AZ90, ac mae'n canolbwyntio ar egluro'r berthynas feintiol rhwng y microstrwythur ar ôl heneiddio, cryfhau a phriodweddau mecanyddol, gan ddarparu technolegau allweddol a chanllawiau damcaniaethol ar gyfer gweithgynhyrchu magnesiwm perfformiadau uchel y gellir eu rheoli.
Mae Ffigur 3 yn dangos y gymhariaeth o facrostrwythur ac ansawdd mewnol haenau wedi'u hadneuo o dan-laser a gynorthwyir a laser-prosesau WAAM dwbl-gwifren (Laser-DWAAM-DWAAM & Non-laser DWAAM). Roedd y samplau heb gymorth laser yn dangos allwthiadau amlwg ar ddechrau'r arc, ac roedd micrograffau optegol o'r trawstoriad yn dangos nifer o fandyllau ar hyd cyfeiriad y dyddodiad; mewn cyferbyniad, roedd gan samplau Laser-DWAAM drwch wal unffurf a bron dim mandyllau gweladwy yn yr adran groes. Mae'r gwahaniaeth hwn yn reddfol yn dangos y fantais sylweddol o gyflwyno synergedd laser: mae cymorth laser yn sefydlogi ymddygiad trosglwyddo defnynnau yn sylweddol ac yn gwella ansawdd ac unffurfiaeth dyddodiad yn effeithiol, gan osod sylfaen ar gyfer gwneuthuriad deunyddiau perfformiad uchel.
