A técnica de soldagem a laser de junta sobreposta de magnésio sobre alumínio e camada intermediária de magnésio / alumínio com adição de folha de Ti é proposta para soldar liga de magnésio AZ31 e liga de alumínio 6061, e a organização e propriedades das juntas de magnésio / alumínio são investigadas sob o efeito de laser de folha de Ti. Os resultados mostram que a adição de folha de Ti pode alcançar uma junta Mg/Al eficaz sob o processo de soldagem a laser, e a resistência ao cisalhamento (resistência da linha) da junta Mg/Al atinge 58 N/mm, e a morfologia da poça fundida muda desde o formato em “V” sem folha de Ti até o “formato de taça de vinho” com folha de Ti. A forma da poça de fusão muda de formato em "V" sem folha de Ti para "formato de copo" com folha de Ti. Com o aumento da espessura da folha de Ti, a profundidade da poça de fusão da junta Mg/Al aumenta, a folha de Ti perto do lado de alumínio do substrato derrete parcialmente e os elementos de Ti são distribuídos na poça de fusão para formar compostos de Ti3Al ; a adição de folha de Ti inibe o contato direto entre magnésio e alumínio e evita a reação de Mg e Al para formar compostos frágeis de Mg/Al, de modo que a adição de folha de Ti tem um certo grau de efeito de barreira, mas a folha de Ti tem uma condutividade térmica mais baixa e está longe da fonte de calor do laser. No entanto, a condutividade térmica da folha de Ti é baixa, está longe da fonte de calor do laser, o derretimento da folha de Ti está incompleto e a ligação da folha de Ti com o material de base precisa ser melhorada.
Com o rápido desenvolvimento da ciência dos materiais, metais leves (alumínio, magnésio, titânio), cerâmicas leves e de alta resistência e compósitos cerâmicos, compósitos C/C, etc. Há uma necessidade cada vez mais urgente de soldar ligas de alumínio com ligas de titânio ou ligas de magnésio para formar peças estruturais compostas. A soldagem a laser é uma tecnologia de união em rápido desenvolvimento nos últimos anos, que utiliza um feixe de alta energia para derreter rapidamente o material e solidificá-lo ao mesmo tempo. Devido à sua pequena entrada de calor, pequena deformação pós-soldagem e tempo de soldagem curto, alta eficiência, muito adequado para conexão de materiais diferentes. No entanto, o uso do método de soldagem a laser de soldagem de metais diferentes de magnésio / alumínio, devido à diferença de ponto de fusão de magnésio / alumínio é pequena, o contato de dois metais líquidos é inevitável, a velocidade de reação entre o estado líquido é muito mais rápida do que a velocidade de reação entre o metal sólido, a reação Mg/Al é propensa a compostos de Mg/Al quebradiços, esses compostos não estão apenas na formação da interface entre magnésio/alumínio, também serão inseridos na interface da poça fundida perto da área, levando a juntas soldadas Esses compostos não apenas se formam na interface Mg/Al, mas também entram na área da poça fundida próxima à interface, levando à fratura frágil da junta soldada e reduzindo o desempenho da junta Mg/Al. A formação de compostos frágeis de Mg/Al é um desafio para a união eficiente e econômica de magnésio/alumínio por soldagem por fusão.
Pesquisadores nacionais e estrangeiros têm realizado estudos exploratórios sobre soldagem Mg/Al, entre os quais trabalhos representativos como Zhao Limin et al. descobriram que a camada intermediária de zinco pode impedir que os elementos Mg/Al se difundam entre si; Chang et al. investigou a organização de juntas soldadas em soldagem por fricção a laser de Mg/Al com folha de Ni; Chen Ying investigou a microestrutura e as propriedades das juntas soldadas por fricção de Mg/Al e descobriu que a formação de Chen Ying estudou a microestrutura e as propriedades das juntas soldadas por fricção de Mg/Al e descobriu que a formação de compostos de Mg17Al12 melhorou as propriedades da junta ; Qi et al. realizaram soldagem sobreposta de Mg/Al com a adição de uma camada intermediária de folha de aço macio e descobriram que a resistência ao cisalhamento da junta variou com a espessura da camada intermediária, e a resistência ao cisalhamento aumentou e depois diminuiu com o aumento da espessura da folha; Liu e Gao et al. realizaram soldagem de compósitos a laser Mg/Al com a adição de uma camada intermediária e descobriram que Zn, Ce e Ti tiveram o efeito de inibir a formação de compostos frágeis de Mg/Al. O papel do Zn, Ce, Ti tem o efeito de inibir a formação de compostos frágeis de Mg/Al, dos quais o Ti com altos pontos de fusão e ebulição tem um melhor efeito de inibir a formação de compostos frágeis de Mg/Al, mas o mecanismo não está claro; Ma Yucheng et al. explorou a viabilidade da soldagem por sobreposição de alumínio/aço com a adição de camada intermediária de Ni; Wang et al. realizaram a soldagem por fusão de compósito a arco laser de magnésio / alumínio com adição de intercamada de Ni e descobriram que a composição de fases de compostos intermetálicos na zona de fusão Khodabakhshi et al. realizaram soldagem a laser oscilante de placa de liga de magnésio AZ31 e liga de alumínio 6022 com folha de Ni e descobriram que a oscilação do feixe de laser reduz a formação de trincas nas juntas e melhora a mistura dentro da poça fundida, e a adição de folha de Ni inibe melhor a reação de Mg e Al para formar um composto frágil de Mg/Al; Li Mingfeng et al. realizou soldagem ultrassônica de placa de liga de magnésio AZ31B e liga de alumínio com folha metálica. Li Mingfeng et al. realizou soldagem ultrassônica de placa de liga de magnésio AZ31B e liga de alumínio com adição de folha metálica e descobriu que a adição de folha de Cu evitou a formação de compostos de Mg/Al, e a maioria das superfícies das quebras de Mg/Cu eram lisas; Zhang Shumai et al. realizaram soldagem a laser de liga de magnésio/liga de alumínio com adição de folha de Ni e descobriram que a adição de folha de Ni restringiu a difusão de Al do alumínio no banho de magnésio e diminuiu a reação de Al e Mg para produzir Mg/Mg quebradiço. Os compostos de Al e a reação de Ni e Al na área do pool conjunto produziram AlNi e AlNi. Além disso, o Ni na área conjunta reage com o Al para produzir compostos Al-Ni, como AlNi e Al3Ni. Peng et al. realizaram soldagem ultrassônica de ligas de magnésio e ligas de alumínio com adição de folha de Ag e descobriram que a folha de Ag interagiu com Mg e Al para inibir a geração de compostos frágeis de Mg/Al, e a interface Mg/Al foi substituída pela interface Mg/Ag e interfaces Al/Ag. A partir dos resultados de pesquisas existentes sobre soldagem Mg/Al, o fator chave que afeta o desempenho das juntas Mg/Al são os compostos frágeis de Mg/Al. Para melhorar as propriedades das juntas Mg/Al, a formação de compostos Mg/Al é influenciada principalmente pela otimização dos parâmetros do processo de soldagem e pelo uso de materiais aditivos. Tendo em vista o problema de que o magnésio/alumínio líquido é propenso a reagir para formar compostos frágeis de Mg/Al e reduzir as propriedades da junta, este artigo propõe a tecnologia de soldagem a laser de sobreposição de magnésio sobre alumínio e a adição de folha de Ti entre o magnésio /alumínio para soldar a liga de magnésio AZ31 e a liga de alumínio 6061, e para estudar a organização e propriedades das juntas soldadas de magnésio/alumínio sob a ação da folha de titânio-laser, espera-se que os resultados do estudo sejam úteis para o avanço da o desenvolvimento de componentes estruturais compósitos feitos de materiais diferentes na fabricação aeroespacial. Espera-se que os resultados deste estudo forneçam uma nova ideia para promover a aplicação de componentes estruturais compósitos heterogêneos na fabricação aeroespacial.
A liga de magnésio AZ31 e a liga de alumínio 6061 foram soldadas usando a técnica de soldagem a laser da interface magnésio-alumínio e adicionando folha de Ti entre as camadas de magnésio/alumínio para estudar a estrutura e as propriedades das juntas soldadas por fusão de magnésio/alumínio sob a ação da folha de Ti. -laser, e as principais conclusões são as seguintes.
(1) Sob as condições de processo de potência do laser de 1600-1700 W, velocidade de soldagem de 1200 mm/min, deflexão da cabeça do laser de 20 graus, desfocagem zero e uso de gás protetor Ar para sopro lateral e back- protegendo, a adição de folha de Ti pode alcançar uma conexão eficaz de magnésio/alumínio, e as juntas de magnésio/alumínio podem atingir uma resistência ao cisalhamento (resistência da linha) de 58 N/mm.
(2) Com a adição de folha de Ti, a morfologia da poça de fusão muda de um formato em "V" sem folha de Ti para um formato de "copo de vinho" com folha de Ti. À medida que a espessura da folha de Ti aumenta, a profundidade da poça de fusão das juntas de magnésio/alumínio aumenta, e a folha perto do lado de alumínio do substrato derrete parcialmente, e os elementos de Ti são distribuídos dentro da poça de fusão. Os elementos Ti são distribuídos dentro da poça de fusão e compostos Ti3Al são formados.
(3) A adição de folha de Ti inibe o contato direto entre magnésio e alumínio e evita a reação de Mg e Al para formar compostos frágeis de Mg/Al. A adição de folha de Ti tem o efeito de barreira, mas a condutividade térmica da folha de Ti é relativamente baixa e está longe da fonte de calor do laser, então o derretimento da folha de Ti está incompleto e a ligação da folha de Ti com o o material base precisa ser melhorado.
