Soyut
Kaynaklı bağlantının mekanik özelliği, magnezyum alaşımının bileşen imalatında yaygın olarak uygulanması için önemli ve kritik bir faktördür. Bu çalışmada, salınımlı lazer ve Gd tozu ilavesinin lazer-MIG hibrit kaynaklı magnezyum alaşımlı bağlantıların sünekliği üzerindeki sinerjik etkileri araştırıldı. Ayrıca, süneklik arttırma mekanizması, tane incelmesi ve çatlak yayılma davranışı temel alınarak aydınlatılmıştır. Bağlantı uzaması, salınımlı olmayan lazer kaynağına kıyasla %145,3 oranında arttı-. Salınımlı lazerin karıştırma etkisi ve yüksek-erime-noktasında çökelmiş fazların (Mg, Al) toplanması2Gd, tane incelmesine neden oldu. Kaynağın plastik anizotropisi, homojen kaynak mikro yapısı tarafından tetiklenen rastgele tane yönelimi nedeniyle azaltılmıştır. Sonuç olarak, 〈'nin aktivasyonuc + a〉 Plastisitenin iyileştirilmesinde temel faktör olan dislokasyon kayması arttırıldı. Çatlak ilerlemesi sırasında tane yönelimi ikizler tarafından döndürüldü ve bitişik tanelerin geometrik uyumu iyileştirildi. Sonuç olarak, tane sınırı boyunca çatlağın yayılması etkili bir şekilde engellendi. Bu çalışmanın bulguları, güç beslemeli kaynak teknolojisi ile salınımlı lazerin ilerlemesine katkıda bulunmakta ve magnezyum alaşımlı kaynaklı bağlantıların sünekliğini arttırmak için değerli bir referans sağlamaktadır.
Şekil. 1. Salınımlı lazer-MIG hibrit Gd güç dolgu kaynak işleminin şematik diyagramı.
Tablo 2. Salınımlı lazer-MIG hibrit Gd güç dolgulu kaynak parametreleri.
| Kaynak parametreleri | değerler |
|---|---|
| Lazer gücüP(kW) | 2.2 |
| Tel besleme hızıvf(m/dak) | 5.0, 5.5 |
| Kaynak hızıvw(mm/sn) | 30, 35, 40 |
| Lazer salınım frekansıf(Hz) | 50, 100, 150, 200 |
| Lazer salınım çapıD(mm) | 1 |
| Toz besleyicinin dönme hızıvr(L/dak) | 3.0, 6.0, 9.0 |
| Toz besleyicinin taşıyıcı gaz akış hızıvc(dev/dak) |
6.0, 7.5, 9.0
|
Yeni Kaynak Devrimi Magnezyum Alaşımının Sünekliğini Önemli Ölçüde Artırıyor
Bir araştırma ekibi, magnezyum alaşımlı kaynakta, salınımlı lazer teknolojisi ve gadolinyum (Gd) tozu ilavesinin bir kombinasyonunun, lazer-MIG hibrit kaynaklı bağlantıların sünekliğini önemli ölçüde artırabildiğini gösteren önemli bir ilerlemeyi ortaya çıkardı.
Magnezyum alaşımları hafiflik özellikleri nedeniyle değerlidir ancak çoğu zaman zayıf kaynak sünekliği nedeniyle sınırlamalarla karşı karşıya kalırlar. Yeni çalışma eklem uzamasının iyileştirilebileceğini gösteriyor145%geleneksel-salınımsız lazer kaynağıyla karşılaştırıldığında.
Araştırmacılara göre iyileşme şunlardan kaynaklanıyor:tane inceltmeve değişikliklerçatlak yayılma davranışı. Salınımlı lazer bir karıştırma etkisi yaratırken, yüksek-erime-noktalı (Mg,Al)₂Gd çökeltileri mikro yapının iyileştirilmesine yardımcı olur. Bu işlem tane oryantasyonunu rastgele hale getirerek plastik anizotropiyi azaltır, bu da geliştirilmiş plastisite için anahtar bir mekanizma olan kritik 〈c + a〉 dislokasyon kaymasının - aktivasyonunu artırır.
Ek olarak, çatlağın yayılması sırasında tane yönelimi ikizlenme yoluyla dönerek komşu taneler arasındaki geometrik uyumluluğu artırır. Bu, çatlakların tane sınırları boyunca ilerlemesini etkili bir şekilde engeller.
Bulgular, toz beslemeli salınımlı-lazer{- destekli kaynağa ilişkin yeni bilgiler sunuyor ve endüstrideki magnezyum alaşımlı bileşenlerin mekanik performansını artırmak için umut verici bir yol sunuyor.
Kaynaklamanın ardından numuneler metalurjik, taramalı elektron mikroskobu (SEM), elektron geri-dağınık kırınım (EBSD), transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve mekanik özellik analizi için hazırlandı. Kaynak mikro yapısını incelemek için numune ilk olarak metalografik zımpara kağıtlarıyla taşlandı, cilalandı ve ardından aşındırıcı solüsyonlarla aşındırıldı. EBSD numuneleri sırasıyla 6:34:60 oranında n-bütanol metanol perklorat içeren bir çözelti içerisinde elektrolitik olarak parlatıldı. Numuneler 25 V voltaj ve 0,6 A akım ile -20 derecede 25 s cilalandı. Çekme testleri 2,0 mm/dk yükleme hızı ile yapıldı ve üç numunenin ortalaması hesaplanarak sonuçlar elde edildi. Çatlak yayılma davranışını incelemek için tek kenarlı çentikli çekme (SENT) numuneleri seçildi ve kaynak bölgesinde belirli çentik uçları üretildi.
3. Sonuçlar
3.1. Kaynak morfolojileri
Salınımlı lazer, kaynak oluşumunu iyileştirebilir ve kaynak kusurlarını verimli bir şekilde ortadan kaldırabilir. Tablo 3, lazer-MIG hibrit kaynakta farklı işlemlerle kaynak ve kesit-morfolojilerini göstermektedir. Lazer-MIG hibrit kaynağı üstte geniş ve sığ bir yay bölgesinden, altta ise derin ve dar bir lazer bölgesinden oluşuyordu. Tel besleme hızı 5,0 m/dak olduğunda Tablo 3 Şekil (a)'da gösterildiği gibi kaynağın arkasında alttan kesme ve kaynaklanmamış hatalar gözlemlendi. Tel besleme hızı artırılırken kaynaksız hatalar bastırılabildi. Bununla birlikte, alttan kesikler kalması nedeniyle kaynağın sürekliliği zayıftı. Ve çökme hatası, Tablo 3'ün Şekil (b)'sinde gösterildiği gibi, kaynağın ön tarafında gözlemlenebilmektedir. Kaynak hızı artırılırken, kaynak ve enine kesit şekli kusursuzdu ancak Tablo 3'ün Şekil (c)'sinde gösterildiği gibi kaynak yüzeyinde hafif sıçramalar gözlemlenebildi. Kaynak hızı 40 mm/s'ye yükseldikçe, kaynak oluşumu çökme ve alttan kesme nedeniyle belirgin biçimde kötüleşti. Şekil (d)'de gösterildiği gibi kaynak genişliğinde kayda değer bir azalma gözlemlendi.
Tablo 3.
Tablo 3. Farklı kaynak işlemlerine sahip kaynak morfolojileri ve-kesitleri.
| Kaynak morfolojileri ve{0}}kesitleri | Kaynak parametreleri | Kaynak oluşumu | ||
|---|---|---|---|---|
| vf(m/dak) | vw(mm/sn) | f(Hz) | ||
|
|
5.0 | 30 | / | Alttan kesmeler ve kaynaklanmamış kusurlar |
|
|
5.5 | 30 | / | Zayıf süreklilik, çökme ve kesintiler |
|
|
5.5 | 35 | / | Hafif sıçramalar |
|
|
5.5 | 40 | / | Çöktürme ve alttan kesme |
|
|
5.5 | 35 | 50 | Alttan kesilmiş |
|
|
5.5 | 35 | 100 | İyi biçimlendirilmiş |
|
|
5.5 | 35 | 150 | Büyük köşe açısı farkı ve alttan kesme kusurları |
|
|
5.5 | 35 | 200 |
Büyük köşe açısı farkı |
