Kao idealan lagani metalni strukturni materijal, legura magnezija u skladu je s modernim razvojem koncepta lagane, uštede energije i smanjenja emisija. Njegove izglede za primjenu u zrakoplovnim, transportu, elektroničkoj komunikaciji i drugim industrijama sve se više cijene. Promicanje daljnje i šire primjene legura magnezija u različitim područjima također zahtijeva razvoj tehnologije obrade. Zavarivanje je neophodna ključna veza u proizvodnji profila magnezijevih legura i popravka oštećenja lijevanja. Problem povezanosti magnezija legura s istim i različitim metalima i dalje je privukao pažnju posljednjih godina.
U usporedbi s drugim metodama zavarivanja, lasersko zavarivanje ima brojne prednosti kao što su velika gustoća energije, jednostavna oprema, visoka učinkovitost zavarivanja, niski zaostali stres i uska zona pogođena toplinom. Stoga je to tehnologija s velikim potencijalom za povezivanje dijelova legure magnezija. Međutim, mikrostruktura laserskih zavarenih zglobova magnezijevih legura često se vrlo razlikuje od one matičnog materijala, a čvrstoća zavarenih zglobova općenito je slabija od one matičnog materijala. Otkrivanje odnosa između mikrostrukture i mehaničkog ponašanja laserskih zavarenih spojeva ključno je za optimizaciju strukture i procesa zavarivanja magnezija legura i postizanje visoke učinkovitosti zgloba.
Zavareni zglob magnezijeve legure AZ80 sastoji se od fuzijske zone (FZ), zone zahvaćene toplinom (HAZ) i osnovnog materijala (BM). Zona osnovnog materijala sastoji se od ekviaksnih kristala s finom veličinom zrna, pokazuju tipične karakteristike teksture deformacije. Orijentacija zrna zone zavarivanja je slučajna, a mikrostruktura je slična stvarnoj strukturi lijevanja, koja pokazuje organizacijske karakteristike kristala središnjeg izjednačenog i rubnog stupca, što je uzrokovano postupkom skrućivanja i kristalizacije tijekom zavarivanja. Pored toga, zona zavarivanja taloži kontinuiranu mrežu faza MG17AL12 tijekom očvršćivanja. U laserskom zavarenom zglobu legure magnezija AZ80, jasno je formirana zona zahvaćena toplinom širine od oko 60 μm između zone zavarivanja i osnovnog materijala. Veličina zrna zahvaćena zrna slična je osnovnom materijalu, ali njegove granice zrna su značajno grubice. Pored toga, veliki broj finih i raspršenih faza MG17AL12 taložen je u zoni zahvaćenoj toplini tijekom zavarivanja.
Zavareni spoj magnezijske legure AZ80 pokazuje izvrsna mehanička svojstva, s čvrstoćom prinosa od 202 MPa i učinkovitošću zavarivanja do 92%. Mikrostrukturna analiza EPMA i EBSD u kombinaciji s tehnikama difrakcije rendgenskih zraka sinhrotrona pokazala je da su faza oborina i povećana gustoća dislokacije u zglobu zavarivanja glavni mehanizmi jačanja laserskih zavarenih legura magnezija. Kombinirani učinci jačanja orowana, heterogena deformacija inducirana (HDI) jačanja i stvrdnjavanja naprezanja učinili su mehanička svojstva zglobova zavarivanja magnezijevog legura AZ80 usporediva s onima matičnog materijala.
Struktura zrna i raspodjela orijentacije laserskih zavarenih zglobova magnezija legura
Mikrostruktura i struktura zavarenih zglobova legure magnezija
Mehanička svojstva laserskih zavarenih zglobova magnezija legura
Analiza rendgenske difrakcije sinhrotrona otkriva mehanizam za jačanje magnezija legura zavarenih zglobova
