Jako ideální lehký kovový strukturální materiál se slitina hořčíku přizpůsobuje modernímu vývoji konceptu lehké, úspory energie a snižování emisí. Její vyhlídky na aplikaci v letectví, přepravě, elektronické komunikaci a dalších průmyslových odvětvích jsou stále více oceňovány. Podpora dalšího a širšího aplikace slitin hořčíku v různých oborech také vyžaduje rozvoj technologie zpracování. Svařování je nepostradatelným klíčovým spojením při výrobě profilů slitiny hořčíku a opravou vad odlévání. Problém spojení slitin hořčíku se stejným a odlišným kovům se v posledních letech nadále věnoval pozornosti.
Ve srovnání s jinými metodami svařování má laserové svařování mnoho výhod, jako je vysoká hustota výkonu, jednoduchá zařízení, vysoká účinnost svařování, nízký zbytkový napětí kloubu a úzká zóna postižená teplem. Jedná se tedy o technologii s velkým potenciálem pro připojení dílů slitiny hořčíku. Mikrostruktura laserových svařovaných kloubů z hořčíku je však často velmi odlišná od síly rodičovského materiálu a síla svařovaných kloubů je obecně slabší než síla nadřazeného materiálu. Odhalení vztahu mezi mikrostrukturou a mechanickým chováním laserových svařovaných kloubů je zásadní pro optimalizaci struktury a svařovacího procesu slitin hořčíku a dosažení vysoké účinnosti kloubu.
Svařovaný kloub slitiny hořčíku AZ80 se skládá z fúzní zóny (Fz), zóny ovlivněného teplem (HAS) a základního materiálu (BM). Zóna základního materiálu se skládá z ekviaxovaných krystalů s jemnou velikostí zrna, což ukazuje typické charakteristiky textury deformace. Orientace zrn svařovací zóny je náhodná a mikrostruktura je podobná skutečné struktuře odlévání, ukazující organizační charakteristiky centrálních ekviaxovaných krystalů a sloupcových krystalů okrajů, které jsou způsobeny procesem tuhnutí a krystalizace během svařování. Kromě toho, svařovací zóna vyvolává kontinuální síť fází MG17AL12 během tuhnutí. V laserovém svařovaném kloubu slitiny hořčíku AZ80 se mezi svařovací zónou a základním materiálem jasně vytvoří zóna postižená teplem o šířce asi 60 μm. Velikost zrn zóny postižené teplem je podobná velikosti základního materiálu, ale jeho hranice zrna jsou výrazně hrubé. Kromě toho je během svařování vysráženo velké množství jemných a rozptýlených fází MG17AL12 v zóně ovlivněné teplem.
Svařovaný kloub slitiny hořčíku AZ80 vykazuje vynikající mechanické vlastnosti s výnosovou pevností 202 MPa a svařovací účinností až 92%. Mikrostrukturální analýza pomocí EPMA a EBSD kombinovaných se synchrotronovými rentgenovými difrakčními technikami ukázala, že fáze srážení a zvýšená hustota dislokace ve svařovacím kloubu byla hlavními mechanismy posilování slitin laserově svařovaných hořčíků. Kombinované účinky posilování Orowan, heterogenní deformace indukované (HDI) posilování a kalení napětí způsobily, že mechanické vlastnosti svařovacích kloubů Az80 hořčíkových slitin srovnatelné s vlastnostmi mateřského materiálu.
Struktura zrna a distribuce orientace laserově svařovaných kloubů z hořčíkových slitin
Mikrostruktura a struktura svařovaných kloubů z hořčíku
Mechanické vlastnosti laserových svařovaných kloubů z hořčíkových slitin
Synchrotronová rentgenová difrakční analýza odhaluje posilovací mechanismus svařovacích kloubů z hořčíkových slitin
