Strategaeth Newydd ar gyfer Weldio Laser Aloiau Magnesiwm - Tîm yr Athro Chen Hui Ym Mhrifysgol De-orllewin Jiaotong: Mae Synergedd Powdwr Laser Osgiliad + Gd yn Gwella'n Sylweddol Plastigrwydd Weldiau Laser Aloi Magnesiwm

Haniaethol

Mae eiddo mecanyddol cymal wedi'i weldio yn ffactor hanfodol a hanfodol ar gyfer cymhwyso aloi magnesiwm yn eang mewn gweithgynhyrchu cydrannau. Yn yr astudiaeth hon, ymchwiliwyd i effeithiau synergyddol laser oscillaidd ac ychwanegiad powdr Gd ar hydwythedd cymalau aloi magnesiwm hybrid weldio laser-MIG. At hynny, eglurwyd y mecanwaith gwella hydwythedd yn seiliedig ar fireinio grawn ac ymddygiad lluosogi crac. Cynyddwyd hydiad y cymalau 145.3 % o'i gymharu â weldio laser nad yw'n oscillaidd. Effaith gynhyrfus laser oscillaidd a chydgasglu cyfnodau gwaddodi pwynt uchel-toddi-(Mg, Al)₂Arweiniodd Gd at y mireinio grawn. Gostyngwyd anisotropi plastig y weldiad oherwydd y cyfeiriadedd grawn ar hap, a ysgogwyd gan y microstrwythur weldio homogenaidd. O ganlyniad, mae actifadu 〈c + a〉 gwellwyd slip dislocation, sef y ffactor allweddol ar gyfer gwella plastigrwydd. Yn ystod y broses lluosogi crac, cafodd y cyfeiriadedd grawn ei gylchdroi gan efeilliaid a gwellwyd cydweddoldeb geometrig grawn cyfagos. O ganlyniad, rhwystrwyd y lledaeniad crac ar hyd y ffin grawn yn effeithlon. Mae canfyddiadau'r astudiaeth hon yn cyfrannu at ddatblygiad laser oscillaidd gyda thechnoleg weldio bwydo pŵer ac yn darparu cyfeiriad gwerthfawr ar gyfer gwella hydwythedd uniadau weldio aloi magnesiwm.

Ffig{0}} Diagram sgematig o laser oscillaidd-Proses weldio llenwi pŵer Gd hybrid MIG.

Tabl 2. Laser oscillaidd-MIG hybrid Gd pŵer llenwi paramedrau weldio.

Mae Torri Trwodd Weldio Newydd yn Hybu Hydwythedd Aloi Magnesiwm yn Ddramatig

Mae tîm ymchwil wedi datgelu cynnydd sylweddol mewn weldio aloi magnesiwm, gan ddangos y gall cyfuniad o dechnoleg laser oscillaidd ac ychwanegiad powdr gadolinium (Gd) wella hydwythedd uniadau weldio hybrid laser-MIG yn ddramatig.

Mae aloion magnesiwm yn cael eu gwerthfawrogi am eu priodweddau ysgafn ond yn aml maent yn wynebu cyfyngiadau oherwydd hydwythedd weldio gwael. Mae'r astudiaeth newydd yn dangos y gellir gwella'r elongation ar y cyd gan145%o'i gymharu â weldio laser confensiynol nad yw'n osgiladu.

Yn ôl yr ymchwilwyr, mae'r gwelliant yn dod omireinio grawna newidiadau mewnymddygiad lluosogi crac. Mae'r laser oscillaidd yn creu effaith droellog, tra bod gwaddodiadau pwynt toddi uchel (Mg, Al)₂Gd yn helpu i fireinio'r microstrwythur. Mae'r broses hon yn lleihau anisotropi plastig trwy hapgyfeirio cyfeiriadedd grawn, sy'n gwella activation o critigol 〈c + a〉 slip dislocation - mecanwaith allweddol ar gyfer gwell plastigrwydd.

Yn ogystal, yn ystod lluosogi crac, mae cyfeiriadedd grawn yn cylchdroi trwy gefeillio, gan gynyddu cydnawsedd geometrig rhwng grawn cyfagos. Mae hyn i bob pwrpas yn rhwystro craciau rhag teithio ar hyd ffiniau grawn.

Mae'r canfyddiadau'n cynnig cipolwg newydd ar weldio â chymorth laser osgiladu â bwydo powdr ac yn cyflwyno llwybr addawol ar gyfer gwella perfformiad mecanyddol cydrannau aloi magnesiwm mewn diwydiant.

Ar ôl weldio, paratowyd y samplau ar gyfer microsgop electron metelegol, sganio (SEM), diffreithiant gwasgaredig cefn electronau (EBSD), microsgop electron trawsyrru (TEM) a dadansoddi eiddo mecanyddol. Cafodd y sbesimen ei falu i ddechrau gyda phapurau tywod metallograffig, wedi'i sgleinio ac yna wedi'i gyrydu â hydoddiannau cyrydol i archwilio'r microstrwythur weldio. Cafodd y samplau EBSD eu caboli'n electrolytig mewn hydoddiant sy'n cynnwys n-butanol methanol perchlorate gyda'r gymhareb o 6:34:60, yn y drefn honno. Cafodd y samplau eu caboli am 25 s ar −20 gradd gyda foltedd o 25 V a cherrynt o 0.6 A. Cynhaliwyd y profion tynnol gyda chyfradd llwytho o 2.0 mm/munud, a chafwyd y canlyniadau trwy gyfrifo cyfartaledd tri sampl. Er mwyn astudio ymddygiad lluosogi crac, dewiswyd sbesimenau tynnol rhicyn sengl (SENT) a lluniwyd y blaenau rhicyn penodol yn y parth weldio.

3. Canlyniadau