As ligas Al-Mg-Er-Zr, caracterizadas por sua resistência superior e estabilidade térmica, representam candidatos altamente promissores para a indústria de construção naval. No entanto, ao utilizar técnicas de soldagem a laser de alta-eficiência para unir este material, as partículas de reforço de Al₃(Er,Zr) não fundidas tendem a segregar dentro da costura de solda; simultaneamente, formam-se regiões descontínuas de grãos equiaxiais finos e grãos colunares, resultando em uma redução na resistência da junta. Para resolver o problema da segregação de precipitados e obter uma microestrutura de solda totalmente equiaxial, este estudo emprega uma técnica de soldagem a laser apresentando um ponto de feixe anular ajustável e de varredura transversal. A ação de agitação dentro da poça fundida desloca as partículas não fundidas de Al₃(Er,Zr) da linha de fusão em direção ao centro da solda, enquanto uma distribuição de temperatura mais uniforme inibe simultaneamente o crescimento de grãos colunares. Em última análise, a distribuição uniforme de partículas de Al₃(Er,Zr), agindo em sinergia com o aumento do sub-resfriamento dentro da poça fundida, refina efetivamente a microestrutura. As juntas soldadas resultantes exibem excelentes propriedades mecânicas, alcançando uma resistência à tração de 389 ± 1 MPa-equivalente a 93,3% da resistência do metal base.
Principais conclusões: Através da aplicação da tecnologia de soldagem a laser pontual-de varredura anular-transversal, este estudo alcançou com sucesso a regulação sinérgica da microestrutura e da resistência mecânica de juntas de Al-6Mg-0,1Er-0,1Zr. As principais conclusões são as seguintes: (1) Na soldagem a laser convencional, a segregação de partículas não fundidas de Al₃(Er,Zr) dentro da zona de fluxo laminar de baixa temperatura - atuando como locais de nucleação heterogêneos - leva à formação de uma zona de grãos equiaxiais finos dentro da costura de solda; inversamente, a ausência de tais partículas no centro da solda resulta na formação de uma estrutura de grão colunar grosseiro.
(2) Através da aplicação da tecnologia de varredura anular de laser spot, foi alcançada uma distribuição uniforme de partículas de Al₃(Er,Zr) dentro do metal de solda. O movimento vigoroso do buraco de fechadura promoveu o fluxo da poça de fusão, deslocando assim as partículas segregadas em direção ao centro da solda. A combinação de distribuição uniforme de partículas e uma zona de sub-resfriamento expandida facilitou coletivamente o refinamento do metal de solda em uma estrutura de grão totalmente equiaxial. (3) Beneficiando-se dos efeitos do reforço de grãos finos-e do reforço por precipitação, a junta ideal exibiu excelentes propriedades mecânicas, alcançando uma resistência à tração de 389 ± 1 MPa-equivalente a 93,3% da resistência do metal base.
