Là một vật liệu cấu trúc kim loại nhẹ lý tưởng, hợp kim magiê phù hợp với khái niệm phát triển hiện đại về trọng lượng nhẹ, bảo tồn năng lượng và giảm phát thải. Triển vọng ứng dụng của nó trong hàng không vũ trụ, giao thông, truyền thông điện tử và các ngành công nghiệp khác ngày càng có giá trị. Thúc đẩy ứng dụng hơn và rộng hơn của hợp kim magiê trong các lĩnh vực khác nhau cũng đòi hỏi sự phát triển của công nghệ chế biến. Hàn là một liên kết chính không thể thiếu trong việc sản xuất hồ sơ hợp kim magiê và sửa chữa các khuyết tật đúc. Vấn đề kết nối của hợp kim magiê với cùng một kim loại tương tự và không giống nhau đã tiếp tục nhận được sự chú ý trong những năm gần đây.
So với các phương pháp hàn khác, hàn laser có nhiều lợi thế như mật độ công suất cao, thiết bị đơn giản, hiệu quả hàn cao, ứng suất dư thấp và vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt hẹp. Do đó, nó là một công nghệ có tiềm năng lớn cho sự kết nối của các bộ phận hợp kim magiê. Tuy nhiên, cấu trúc vi mô của các mối hàn laser hợp kim magiê thường rất khác so với vật liệu gốc và độ bền của các mối hàn nói chung yếu hơn vật liệu cha. Tiết lộ mối quan hệ giữa cấu trúc vi mô và hành vi cơ học của các mối hàn laser là rất quan trọng để tối ưu hóa cấu trúc và quá trình hàn của hợp kim magiê và đạt được hiệu quả khớp cao.
Khớp hàn của hợp kim magiê AZ80 bao gồm vùng tổng hợp (FZ), vùng bị ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và vật liệu cơ sở (BM). Vùng vật liệu cơ bản bao gồm các tinh thể cân bằng với kích thước hạt mịn, cho thấy các đặc điểm kết cấu biến dạng điển hình. Định hướng hạt của vùng hàn là ngẫu nhiên và cấu trúc vi mô tương tự như cấu trúc đúc thực tế, cho thấy các đặc điểm tổ chức của các tinh thể trung tâm và tinh thể cột cạnh, do quá trình hóa rắn và kết tinh hóa trong quá trình hàn. Ngoài ra, vùng hàn kết tủa một mạng lưới liên tục của các pha MG17AL12 trong quá trình hóa rắn. Trong khớp hàn laser của hợp kim AZ80 magiê, vùng bị ảnh hưởng nhiệt với chiều rộng khoảng 60μm được hình thành rõ ràng giữa vùng hàn và vật liệu cơ sở. Kích thước hạt của vùng bị ảnh hưởng nhiệt tương tự như vật liệu cơ sở, nhưng ranh giới hạt của nó được thô đáng kể. Ngoài ra, một số lượng lớn các pha MG17AL12 tốt và phân tán được kết tủa trong vùng bị ảnh hưởng nhiệt trong quá trình hàn.
Khớp hàn của hợp kim magiê AZ80 cho thấy các tính chất cơ học tuyệt vời, với cường độ năng suất 202 MPa và hiệu suất hàn lên tới 92%. Phân tích vi cấu trúc bằng EPMA và EBSD kết hợp với các kỹ thuật nhiễu xạ tia X synchrotron cho thấy pha kết tủa và tăng mật độ trật khớp trong khớp hàn là cơ chế tăng cường chính của hợp kim magiê hàn bằng laser. Các tác động kết hợp của việc tăng cường Orowan, biến dạng không đồng nhất gây ra (HDI) tăng cường và làm cứng biến dạng tạo ra các tính chất cơ học của các mối hàn hợp kim AZ80 magiê có thể so sánh với các vật liệu của cha mẹ.
Cấu trúc hạt và phân phối định hướng của các khớp hợp kim magiê hàn laser
Cấu trúc vi mô và cấu trúc của các mối hàn hợp kim magiê
Tính chất cơ học của các mối hàn laser hợp kim magiê
Phân tích nhiễu xạ tia X synchrotron cho thấy cơ chế tăng cường của các mối hàn hợp kim magiê
