Resumo
A propriedade mecânica da junta soldada é um fator essencial e crítico para a ampla aplicação da liga de magnésio na fabricação de componentes. Neste estudo, foram investigados os efeitos sinérgicos do laser oscilante e da adição de pó de Gd na ductilidade de juntas de liga de magnésio soldadas híbridas a laser-MIG. Além disso, o mecanismo de aumento da ductilidade foi elucidado com base no refinamento do grão e no comportamento de propagação de trincas. O alongamento da junta aumentou 145,3% em comparação com o da soldagem a laser não{5}}oscilante. O efeito de agitação do laser oscilante e agregação de fases precipitadas de alto-ponto de fusão-(Mg, Al)2D'us resultou no refinamento do grão. A anisotropia plástica da solda foi reduzida devido à orientação aleatória dos grãos, que foi induzida pela microestrutura homogênica da solda. Consequentemente, a ativação de 〈c + a〉 O deslizamento das luxações foi melhorado, o que foi o fator chave para a melhoria da plasticidade. Durante o processo de propagação da fissura, a orientação dos grãos foi girada por gêmeos e a compatibilidade geométrica dos grãos adjacentes foi melhorada. Consequentemente, a propagação da fissura ao longo do contorno de grão foi dificultada de forma eficiente. As descobertas deste estudo contribuem para o avanço do laser oscilante com tecnologia de soldagem com alimentação de energia e fornecem uma referência valiosa para melhorar a ductilidade de juntas soldadas de liga de magnésio.
Fig. 1. Diagrama esquemático do processo de soldagem de preenchimento de potência a laser oscilante-MIG híbrido Gd.
Tabela 2. Parâmetros de soldagem de preenchimento de potência de laser oscilante-MIG híbrido Gd.
| Parâmetros de soldagem | valores |
|---|---|
| Potência laserP(kW) | 2.2 |
| Velocidade de alimentação do fiovf(m/min) | 5.0, 5.5 |
| Velocidade de soldagemvw(mm/s) | 30, 35, 40 |
| Frequência de oscilação do laserf(Hz) | 50, 100, 150, 200 |
| Diâmetro oscilante do laserD(mm) | 1 |
| Velocidade de rotação do alimentador de póvr(L/min) | 3.0, 6.0, 9.0 |
| Taxa de fluxo de gás transportador do alimentador de póvc(rpm) |
6.0, 7.5, 9.0
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Novo avanço na soldagem aumenta drasticamente a ductilidade da liga de magnésio
Uma equipe de pesquisa revelou um avanço significativo na soldagem de ligas de magnésio, demonstrando que uma combinação de tecnologia de laser oscilante e adição de pó de gadolínio (Gd) pode aumentar drasticamente a ductilidade de juntas soldadas híbridas laser-MIG.
As ligas de magnésio são valorizadas pelas suas propriedades leves, mas muitas vezes enfrentam limitações devido à baixa ductilidade da solda. O novo estudo mostra que o alongamento da junta pode ser melhorado através de145%em comparação com a soldagem a laser-convencional não oscilante.
Segundo os pesquisadores, a melhora vemrefinamento de grãose mudanças emcomportamento de propagação de fissuras. O laser oscilante cria um efeito agitador, enquanto precipitados de alto -ponto de fusão-(Mg,Al)₂Gd ajudam a refinar a microestrutura. Este processo reduz a anisotropia plástica ao randomizar a orientação dos grãos, o que aumenta a ativação do deslizamento de discordância crítico 〈c + a〉 -, um mecanismo chave para melhorar a plasticidade.
Além disso, durante a propagação da trinca, a orientação dos grãos gira através da geminação, aumentando a compatibilidade geométrica entre os grãos vizinhos. Isto impede efetivamente que as fissuras se desloquem ao longo dos limites dos grãos.
As descobertas oferecem novos insights sobre soldagem oscilante assistida por-laser-com alimentação de pó e apresentam um caminho promissor para melhorar o desempenho mecânico de componentes de liga de magnésio na indústria.
Após a soldagem, as amostras foram preparadas para análise metalúrgica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração retroespalhada de elétrons (EBSD), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e análise de propriedades mecânicas. A amostra foi primeiro lixada com lixas metalográficas, polida e depois corroída com soluções corrosivas para examinar a microestrutura da solda. As amostras de EBSD foram polidas eletroliticamente em uma solução contendo perclorato de n-butanol metanol na proporção de 6:34:60, respectivamente. As amostras foram polidas por 25 s a -20 graus com tensão de 25 V e corrente de 0,6 A. Os ensaios de tração foram realizados com taxa de carregamento de 2,0 mm/min, e os resultados foram obtidos calculando a média de três amostras. Para estudar o comportamento de propagação de trincas, amostras de tração com entalhe de borda única (SENT) foram selecionadas e as pontas de entalhe específicas foram fabricadas na zona de solda.
3. Resultados
3.1. Morfologias de solda
O laser oscilante pode melhorar a formação da solda e eliminar os defeitos da solda de forma eficiente. A Tabela 3 mostra as morfologias de solda e-seção transversal com diferentes processos na soldagem híbrida a laser-MIG. A solda híbrida a laser-MIG era composta por uma zona de arco ampla e rasa na parte superior e uma zona de laser profunda e estreita na parte inferior. Quando a velocidade de alimentação do arame foi de 5,0 m/min, foram observados defeitos de corte e não soldados no verso da solda, conforme mostrado na Figura (a) da Tabela 3. Ao aumentar a velocidade de alimentação do arame, os defeitos não soldados puderam ser suprimidos. No entanto, a continuidade da soldadura foi fraca, permanecendo retenções. E o defeito de colapso pode ser observado na parte frontal da solda, como mostrado na Fig. (b) da Tabela 3. Ao aumentar a velocidade de soldagem, a solda e seu formato-de seção transversal estavam livres de defeitos, mas leves respingos podiam ser observados na superfície da solda, como mostrado na Fig. Foi observada uma diminuição notável na largura da solda, conforme ilustrado na Fig.
Tabela 3.
Tabela 3. Morfologias e seções transversais de solda-com diferentes processos de soldagem.
| Morfologias de solda e seções-transversais | Parâmetros de soldagem | Formação de solda | ||
|---|---|---|---|---|
| vf(m/min) | vw(mm/s) | f(Hz) | ||
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5.0 | 30 | / | Rebaixos e defeitos não soldados |
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5.5 | 30 | / | Má continuidade, colapso e cortes |
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5.5 | 35 | / | Pequenos respingos |
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5.5 | 40 | / | Recolher e reduzir |
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5.5 | 35 | 50 | Corte inferior |
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5.5 | 35 | 100 | Bem formado |
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5.5 | 35 | 150 | Grande diferença de ângulo de canto e defeitos de corte inferior |
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5.5 | 35 | 200 |
Grande diferença de ângulo de canto |
