Como material estructural de metal ligero ideal, la aleación de magnesio se ajusta al concepto de desarrollo moderno de liviano, conservación de energía y reducción de emisiones. Sus perspectivas de aplicación en aeroespacial, transporte, comunicaciones electrónicas y otras industrias son cada vez más valoradas. La promoción de la aplicación más y más amplia de las aleaciones de magnesio en varios campos también requiere el desarrollo de la tecnología de procesamiento. La soldadura es un enlace clave indispensable en la fabricación de perfiles de aleación de magnesio y la reparación de defectos de fundición. El problema de conexión de las aleaciones de magnesio con los mismos y diferentes metales ha seguido recibiendo atención en los últimos años.
En comparación con otros métodos de soldadura, la soldadura por láser tiene muchas ventajas, como alta densidad de potencia, equipos simples, alta eficiencia de soldadura, bajo estrés residual de la articulación y zona estrecha afectada por el calor. Por lo tanto, es una tecnología con un gran potencial para la conexión de las piezas de aleación de magnesio. Sin embargo, la microestructura de las juntas soldadas con láser de aleación de magnesio a menudo es muy diferente de la del material principal, y la resistencia de las juntas soldadas es generalmente más débil que la del material principal. Revelar la relación entre la microestructura y el comportamiento mecánico de las articulaciones soldadas con láser es crucial para optimizar la estructura y el proceso de soldadura de las aleaciones de magnesio y lograr una alta eficiencia en las articulaciones.
La junta soldada de la aleación de magnesio AZ80 consiste en zona de fusión (FZ), zona afectada por calor (HAZ) y material base (BM). La zona del material base está compuesta de cristales equiaxed con tamaño de grano fino, que muestra características típicas de textura de deformación. La orientación del grano de la zona de soldadura es aleatoria, y la microestructura es similar a la estructura de fundición real, que muestra las características organizativas de los cristales centrales y cristales columnares de borde, causados por el proceso de solidificación y cristalización durante la soldadura. Además, la zona de soldadura precipita una red continua de fases MG17Al12 durante la solidificación. En la junta soldada por láser de la aleación de magnesio AZ80, se forma claramente una zona afectada por el calor con un ancho de aproximadamente 60 μm entre la zona de soldadura y el material base. El tamaño del grano de la zona afectada por el calor es similar al del material base, pero sus límites de grano se engranan significativamente. Además, una gran cantidad de fases MG17Al12 finas y dispersas se precipitan en la zona afectada por el calor durante la soldadura.
La junta soldada de la aleación de magnesio AZ80 muestra excelentes propiedades mecánicas, con una resistencia de rendimiento de 202 MPa y una eficiencia de soldadura de hasta 92%. El análisis microestructural por EPMA y EBSD combinado con técnicas de difracción de rayos X sincrotrón mostró que la fase de precipitación y el aumento de la densidad de dislocación en la articulación de la soldadura fueron los principales mecanismos de fortalecimiento de las aleaciones de magnesio soldadas con láser. Los efectos combinados del fortalecimiento de Orowan, el fortalecimiento de deformación heterogénea inducida (HDI) y el endurecimiento por deformación hicieron que las propiedades mecánicas de las articulaciones de soldadura de aleación de magnesio AZ80 sean comparables a las del material principal.
Estructura de grano y distribución de orientación de articulaciones de aleación de magnesio soldadas por láser
Microestructura y estructura de articulaciones soldadas de aleación de magnesio
Propiedades mecánicas de las juntas soldadas de láser de aleación de magnesio
El análisis de difracción de rayos X sincrotrón revela el mecanismo de fortalecimiento de las articulaciones soldadas de aleación de magnesio
