01 Introducción al artículo La fabricación aditiva por arco de alambre (WAAM) de aleaciones de magnesio de bajo costo-ha estado limitada durante mucho tiempo por una resistencia insuficiente, principalmente debido a la dificultad para producir alambres especializados con un alto contenido de aleación. Este estudio propone una estrategia de aleación in situ-de doble-cable WAAM (láser-DWAAM) asistida por láser, que produce con éxito una aleación de Mg-9Al-0,4Zn (AZ90) altamente envejecida-endurecible mediante la fusión de un cable principal a base de magnesio-AZ31 con un cable auxiliar de aluminio puro. La aleación AZ90 optimizada, después del tratamiento de envejecimiento, logró un aumento del límite elástico (YS) de aproximadamente 80 MPa, alcanzando finalmente propiedades integrales de YS mayor o igual a 185 MPa, resistencia máxima a la tracción (UTS) mayor o igual a 335 MPa y alargamiento (EL) mayor o igual al 7%, estableciendo el récord de resistencia más alto para las aleaciones de magnesio de la serie WAAM AZ conocido hasta la fecha. El mecanismo de fortalecimiento central radica en la formación de precipitados de Mg17Al12 de alta-escala múltiple-de alta.densidad, especialmente aquellos con orientaciones no-basales (ángulos de ~35 grados y 90 grados con respecto al plano basal), que pueden fijar el deslizamiento de la dislocación basal con una eficiencia mucho mayor que la de los precipitados basales. Este trabajo abre una nueva vía para la fabricación aditiva de aleaciones de magnesio con alto contenido de aleación.
02 Descripción general del texto completo Las aleaciones de magnesio tienen una importante importancia estratégica en el sector aeroespacial debido a su baja densidad y alta resistencia específica. La tecnología WAAM, con su alta eficiencia de deposición y excelente seguridad, se considera el método preferido para fabricar componentes de aleación de magnesio grandes y complejos. Sin embargo, las aplicaciones WAAM actuales se centran principalmente en aleaciones de magnesio de baja-aleación, como Mg-3Al-1Zn (AZ31), cuya resistencia es insuficiente para requisitos de alto-rendimiento. Aumentar el contenido de aluminio es una forma eficaz de mejorar la resistencia, pero las aleaciones con alto contenido de aluminio-tienen una plasticidad deficiente, lo que dificulta la producción de alambres de soldadura calificados. Para superar este cuello de botella de alambre de soldadura, este estudio desarrolló una técnica de aleación in situ de fusión de alambre dual-asistida por láser-doble-, evitando el desafío de producir alambres de soldadura de alta aleación, y logró la fabricación de la aleación AZ90 con la composición objetivo a través del control preciso del baño fundido.
Sin embargo, el WAAM bimetálico enfrenta desafíos: las diferencias en las propiedades físicas de diferentes materiales (como los puntos de fusión) pueden conducir a una transferencia inestable de gotas, lo que resulta en defectos como falta de homogeneidad en la composición y porosidad. Este estudio presenta de forma innovadora un campo de energía híbrido de arco láser-, cuyo objetivo es estabilizar la transferencia de gotas, mejorar la dinámica del baño de fusión para promover la homogeneización de la composición y, simultáneamente, mitigar la formación de defectos. A través de experimentos sistemáticos y análisis de micro-mecanismos, este trabajo logra con éxito una fabricación in-in situ altamente homogeneizada y con pocos defectos-de la aleación AZ90, y se centra en dilucidar la relación cuantitativa entre el fortalecimiento de la microestructura después del envejecimiento y las propiedades mecánicas, proporcionando tecnologías clave y orientación teórica para la fabricación controlable de aleaciones de magnesio WAAM de alto-rendimiento.
La Figura 3 ilustra la comparación de la macroestructura y la calidad interna de las capas depositadas bajo procesos WAAM de doble hilo-asistidos por láser-y sin-láser-(láser-DWAAM y sin-láser). Las muestras no-asistidas por láser- exhibieron protuberancias obvias al inicio del arco, y las micrografías ópticas de la sección transversal- mostraron numerosos poros a lo largo de la dirección de deposición; por el contrario, las muestras Laser-DWAAM tenían un espesor de pared uniforme y casi no había poros visibles en la sección transversal-. Esta diferencia demuestra intuitivamente la importante ventaja de introducir la sinergia del láser: la asistencia del láser estabiliza notablemente el comportamiento de transferencia de las gotas y mejora eficazmente la calidad y la uniformidad de la deposición, sentando las bases para la fabricación de materiales de alto-rendimiento.
