Lasersvetstekniken av magnesium-på-aluminium-överlappsfog och magnesium/aluminium-mellanskikt med tillägg av Ti-folie föreslås för att svetsa AZ31 magnesiumlegering och 6061 aluminiumlegering, och organisationen och egenskaperna hos magnesium/aluminiumfogarna undersöks under effekten av Ti folie-laser. Resultaten visar att tillsatsen av Ti-folie kan uppnå en effektiv Mg/Al-fog under lasersvetsprocessen, och skjuvhållfastheten (linjestyrkan) för Mg/Al-fogen når 58 N/mm, och den smälta poolens morfologi förändras från "V"-formen utan Ti-folie till "vinglasformen" med Ti-folie. Formen på smältbassängen ändras från "V"-form utan Ti-folie till "koppform" med Ti-folie. Med ökningen av Ti-foliens tjocklek ökar djupet på smältpoolen av Mg/Al-fog, Ti-folien nära aluminiumsidan av substratet smälter delvis och Ti-elementen fördelas i smältpoolen för att bilda Ti3Al-föreningar ; tillsatsen av Ti-folie hämmar den direkta kontakten mellan magnesium och aluminium och undviker reaktionen av Mg och Al för att bilda spröda Mg/Al-föreningar, så att tillsatsen av Ti-folie har en viss grad av barriäreffekt, men Ti-folien har en lägre värmeledningsförmåga och är långt borta från laservärmekällan. Emellertid är värmeledningsförmågan hos Ti-folie låg, den är långt borta från laservärmekällan, smältningen av Ti-folie är ofullständig och bindningen av Ti-folie med basmaterialet måste förbättras.
Med den snabba utvecklingen av materialvetenskap blir lättmetaller (aluminium, magnesium, titan), lättvikts- och höghållfasta keramik och keramiska kompositer, C/C-kompositer etc. mer och mer populära inom flyg- och rymdteknik, och där är ett allt mer akut behov av att svetsa aluminiumlegeringar med titanlegeringar eller magnesiumlegeringar för att bilda sammansatta strukturella delar. Lasersvetsning är en skarvteknik som utvecklas snabbt på senare år, som använder en högenergistråle för att snabbt smälta materialet och stelna det samtidigt. På grund av sin lilla värmetillförsel, små eftersvetsdeformation och svetstiden är kort, hög effektivitet, mycket lämplig för anslutning av olika material. Men användningen av lasersvetsmetod för magnesium / aluminium olik metallsvetsning, på grund av magnesium / aluminiumsmältpunktsskillnaden är liten, kontakten mellan de två flytande metallerna är oundviklig, reaktionshastigheten mellan det flytande tillståndet är mycket snabbare än reaktionshastigheten mellan den fasta metallen, Mg / Al-reaktionen är benägen att spröda Mg / Al-förening, dessa föreningar är inte bara i bildandet av gränsytan mellan magnesium / aluminium, kommer också att föras in i gränsytan av den smälta poolen nära området, leder till svetsfogar Dessa föreningar bildas inte bara vid Mg/Al-gränsytan, utan kommer också in i det smälta poolområdet nära gränsytan, vilket leder till spröd brott på svetsfogen och minskar Mg/Al-fogens prestanda. Bildandet av spröda Mg/Al-föreningar är en utmaning för effektiv och ekonomisk sammanfogning av magnesium/aluminium genom smältsvetsning.
Inhemska och utländska forskare har genomfört explorativa studier om Mg/Al-svetsning, bland vilka representativa verk som Zhao Limin et al. fann att zinkmellanskikt kan förhindra Mg/Al-element från att diffundera med varandra; Chang et al. undersökte organisationen av svetsfogar vid Mg/Al laserfriktionssvetsning med Ni-folie; Chen Ying undersökte mikrostrukturen och egenskaperna hos Mg/Al friction stir lap svetsade fogar och fann att bildandet av Chen Ying studerade mikrostrukturen och egenskaperna hos Mg/Al friction stir lap svetsade fogar och fann att bildandet av Mg17Al12 föreningar förbättrade fogens egenskaper ; Qi et al. utförde Mg/Al överlappssvetsning med tillägg av ett mjukt stålfoliemellanskikt och fann att fogens skjuvhållfasthet varierade med mellanskiktets tjocklek, och skjuvhållfastheten ökade och minskade sedan med ökningen av folietjockleken; Liu och Gao et al. genomförde Mg/Al-lasersvetsning med tillägg av ett mellanskikt och fann att Zn, Ce och Ti hade effekten att hämma bildningen av spröda Mg/Al-föreningar. Rollen av Zn, Ce, Ti har alla effekten att hämma bildningen av spröda Mg/Al-föreningar, av vilka Ti med höga smält- och kokpunkter har en bättre effekt att hämma bildningen av sköra Mg/Al-föreningar, men mekanismen oklart; Ma Yucheng et al. utforskade genomförbarheten av aluminium/stål överlappsvetsning med tillägg av Ni-mellanskikt; Wang et al. genomförde laserbågskompositsvetsning av magnesium/aluminium med tillsats av Ni-mellanskikt, och fann att fassammansättningen av intermetalliska föreningar i smältzonen Khodabakhshi et al. utförde oscillerande lasersvetsning av AZ31 magnesiumlegeringsplåt och 6022 aluminiumlegering med Ni-folie och fann att oscillationen av laserstrålen minskar fogsprickbildning och förbättrar blandningen inuti den smälta poolen, och tillsatsen av Ni-folie hämmar bättre reaktionen av Mg och Al för att bilda en spröd Mg/Al-förening; Li Mingfeng et al. utförde ultraljudssvetsning av AZ31B magnesiumlegeringsplåt och aluminiumlegering med metallfolie. Li Mingfeng et al. utförde ultraljudssvetsning av AZ31B magnesiumlegeringsplåt och aluminiumlegering med tillsats av metallfolie, och fann att tillsatsen av Cu-folie förhindrade bildningen av Mg/Al-föreningar, och de flesta ytorna på Mg/Cu-brytningarna var släta; Zhang Shumai et al. genomförde lasersvetsning av magnesiumlegering/aluminiumlegering med tillsats av Ni-folie, och fann att tillsatsen av Ni-folie begränsade diffusionen av Al från aluminium in i magnesiumbadet och minskade reaktionen av Al och Mg för att producera spröd Mg/ Al-föreningar och reaktionen av Ni och Al i området för gemensam pool producerade AlNi och AlNi. Dessutom reagerar Ni i det gemensamma poolområdet med Al för att producera Al-Ni-föreningar som AlNi och Al3Ni. Peng et al. utförde ultraljudssvetsning av magnesiumlegeringar och aluminiumlegeringar med tillsats av Ag-folie och fann att Ag-folie interagerade med Mg och Al för att hämma genereringen av spröda Mg/Al-föreningar, och Mg/Al-gränsytan ersattes av Mg/Ag och Al/Ag-gränssnitt. Från befintliga forskningsresultat om Mg/Al-svetsning är nyckelfaktorn som påverkar Mg/Al-fogarnas prestanda de spröda Mg/Al-föreningarna. För att förbättra egenskaperna hos Mg/Al-fogar påverkas bildningen av Mg/Al-föreningar huvudsakligen genom att optimera svetsprocessparametrarna och av användningen av tillsatsmaterial. Med tanke på problemet med att flytande magnesium/aluminium är benäget att reagera för att bilda sköra Mg/Al-föreningar och minska fogegenskaperna, föreslår denna artikel lasersvetsningstekniken för magnesium-på-aluminium överlappning och tillägg av Ti-folie mellan magnesium /aluminiumskikt för att svetsa AZ31 magnesiumlegering och 6061 aluminiumlegering, och för att studera organisationen och egenskaperna hos magnesium/aluminiumsvetsade fogar under verkan av titanfolie-lasern, förväntas resultaten av studien vara användbara för att främja utvecklingen av utvecklingen av sammansatta strukturella komponenter gjorda av olika material inom flygtillverkning. Resultaten av denna studie förväntas ge en ny idé för att främja tillämpningen av heterogena sammansatta strukturella komponenter i flygtillverkning.
AZ31 magnesiumlegering och 6061 aluminiumlegering svetsades genom att använda lasersvetstekniken för magnesium-på-aluminium-gränssnitt och lägga till Ti-folie mellan magnesium/aluminium-skikt för att studera strukturen och egenskaperna hos magnesium/aluminiumsvetsade fogar under verkan av Ti-folie -laser, och de viktigaste slutsatserna är följande.
(1) Under processförhållandena för lasereffekt på 1600-1700 W, svetshastighet på 1200 mm/min, laserhuvudböjning på 20 grader, noll defokusering och användning av Ar skyddsgas för sidblåsning och bakåt- skyddande, tillsats av Ti-folie kan uppnå en effektiv koppling av magnesium/aluminium, och magnesium/aluminium-fogarna kan nå en skjuvhållfasthet (linjehållfasthet) på 58 N/mm.
(2) Med tillsats av Ti-folie ändras smältbassängens morfologi från en "V"-form utan Ti-folie till en "vinglas"-form med Ti-folie. När Ti-foliens tjocklek ökar, ökar djupet på smältbassängen i magnesium/aluminiumfogarna, och folien nära aluminiumsidan av substratet smälter delvis, och Ti-elementen fördelas inuti smältbassängen. Ti-elementen fördelas inuti smältbassängen och Ti3Al-föreningar bildas.
(3) Tillsatsen av Ti-folie hämmar den direkta kontakten mellan magnesium och aluminium och förhindrar reaktionen av Mg och Al för att bilda spröda Mg/Al-föreningar. Tillsatsen av Ti-folie har en barriäreffekt, men den termiska ledningsförmågan hos Ti-folie är relativt låg och den är långt borta från laservärmekällan, så smältningen av Ti-folie är ofullständig och bindningen av Ti-folie med basmaterialet behöver förbättras.
