Ideaalse kerge metallkonstruktsioonikonstruktsioonimaterjalina vastab magneesiumsulam kerge, energiakaitse ja heitkoguste vähendamise moodsa arengu kontseptsioonile. Üha enam hinnatakse selle rakenduse väljavaateid lennunduse, transpordi, elektroonilise kommunikatsiooni ja muude tööstusharude osas. Magneesiumisulamite edasise ja laiema rakendamise edendamine erinevates valdkondades nõuab ka töötlemistehnoloogia väljatöötamist. Keevitamine on hädavajalik võtmelüli magneesiumisulami profiilide tootmisel ja valamisdefektide parandamisel. Sama ja erineva metalliga magneesiumisulamite ühendusprobleem on viimastel aastatel tähelepanu pööranud.
Võrreldes teiste keevitusmeetoditega on laserkeevitamisel palju eeliseid, näiteks suure võimsusega tihedus, lihtne seadmed, kõrge keevitusega efektiivsus, madala liigese jääkpinge ja kitsas soojust mõjutatud tsoon. Seetõttu on see tehnoloogia, millel on suur potentsiaal magneesiumisulamist osade ühendamiseks. Kuid magneesiumsulami laseriga keevitatud liigeste mikrostruktuur on sageli väga erinev lähtematerjali omast ja keevitatud liigeste tugevus on üldiselt nõrgem kui lähtematerjal. Laserkeevitatud liigeste mikrostruktuuri ja mehaanilise käitumise vahelise seose paljastamine on ülioluline magneesiumisulamite struktuuri ja keevitusprotsessi optimeerimiseks ning liigese kõrge efektiivsuse saavutamiseks.
Magneesiumisulami AZ80 keevitatud liigend koosneb sulandumistsoonist (FZ), soojuse mõjutatud tsoonist (HAZ) ja alusmaterjalist (BM). Põhimaterjali tsoon koosneb peene tera suurusega võrdsustatud kristallidest, mis näitab tüüpilisi deformatsiooni tekstuuri karakteristikke. Keevisooni terade orientatsioon on juhuslik ja mikrostruktuur sarnaneb tegeliku valamisstruktuuriga, näidates kesksete võrdlusega kristallide ja servaga sammaste kristallide organisatsioonilisi omadusi, mis on põhjustatud keevitamise ajal tahkestamis- ja kristallimisprotsessist. Lisaks sadestab keevistsoon tahkumise ajal MG17AL12 faaside pideva võrgu. AZ80 magneesiumisulami laseriga keevitatud liigeses moodustub keevisõmbluse tsooni ja alusmaterjali vahel selgelt kuumutatud tsoon, mille laius on umbes 60 μm. Kuumutatud tsooni tera suurus on sarnane alusmaterjali omaga, kuid selle terapiirid on märkimisväärselt jämedad. Lisaks sadestub keevitamise ajal suur hulk peeneid ja hajutatud MG17AL12 faase.
Magneesiumisulami AZ80 keevitatud liiges näitab suurepäraseid mehaanilisi omadusi, saagikuse tugevus on 202 MPa ja keevituskõhutõhusus kuni 92%. Mikrostrukturaalne analüüs EPMA ja EBSD abil koos sünkrotroni röntgendifraktsioonimeetoditega näitas, et laserkeevitatud magneesiumisulamite peamised tugevdamismehhanismid olid sademete faas ja suurenenud dislokatsiooni tihedus keevisõmblus. Orowani tugevdamise, heterogeense deformatsiooni (HDI) tugevdamise ja pinge kõvenemise kombineeritud mõju muutsid AZ80 magneesiumsulami keevisliigeste mehaanilised omadused, mis on võrreldavad lähtematerjali omadega.
Laseriga keevitatud magneesiumsulami vuukide terade struktuur ja orientatsioonijaotus
Magneesiumsulami keevitatud liigeste mikrostruktuur ja struktuur
Magneesiumsulami laseriga keevitatud liigeste mehaanilised omadused
Sünkrotroni röntgendifraktsiooni analüüs näitab magneesiumisulamist keevitatud liigeste tugevdamismehhanismi
