01 Εισαγωγή Χαρτιού Η κατασκευή πρόσθετου τόξου σύρματος (WAAM) χαμηλού{1}}κράματος μαγνησίου περιορίζεται εδώ και πολύ καιρό λόγω ανεπαρκούς αντοχής, κυρίως λόγω της δυσκολίας παραγωγής εξειδικευμένων συρμάτων με υψηλή περιεκτικότητα σε κράμα. Αυτή η μελέτη προτείνει μια-υποβοηθούμενη με λέιζερ διπλό-υποβοηθούμενο λέιζερ WAAM (λέιζερ-DWAAM) σε-επιτόπια στρατηγική κράματος, που παράγει επιτυχώς ένα υψηλής ηλικίας-σκληρυνόμενο Mg{-9Al-0,4Zn (AZ3190) alloy (AZ190) κύριο σύρμα με βάση-μαγνήσιο με βοηθητικό σύρμα καθαρού αλουμινίου. Το βελτιστοποιημένο κράμα AZ90, μετά από επεξεργασία γήρανσης, πέτυχε μια αύξηση της αντοχής διαρροής (YS) κατά περίπου 80 MPa, φτάνοντας τελικά σε ολοκληρωμένες ιδιότητες YS μεγαλύτερη από ή ίση με 185 MPa, τελική αντοχή σε εφελκυσμό (UTS) μεγαλύτερη ή ίση με 335 MPa και επιμήκυνση (EL) WAAM ίσο με την υψηλότερη αντοχή στη σειρά, μεγαλύτερη ή μεγαλύτερη από τη σειρά κράματα μαγνησίου γνωστά μέχρι σήμερα. Ο μηχανισμός ενίσχυσης του πυρήνα έγκειται στον σχηματισμό ιζημάτων υψηλής πυκνότητας πολλαπλής-κλίμακας -Mg17Al12, ειδικά εκείνων με μη-βασικούς προσανατολισμούς (γωνίες ~35 μοιρών και 90 μοιρών προς το βασικό επίπεδο), που μπορούν να καρφιτσώσουν βασικά εξαρθρήματα με υψηλότερη απόκλιση από τη βασική απόδοση. Αυτή η εργασία ανοίγει μια νέα οδό για την παραγωγή πρόσθετων κραμάτων μαγνησίου υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα.
02 Επισκόπηση πλήρους κειμένου Τα κράματα μαγνησίου έχουν σημαντική στρατηγική σημασία στον αεροδιαστημικό τομέα λόγω της χαμηλής πυκνότητάς τους και της υψηλής ειδικής αντοχής τους. Η τεχνολογία WAAM, με την υψηλή απόδοση εναπόθεσης και την εξαιρετική της ασφάλεια, θεωρείται η προτιμώμενη μέθοδος για την κατασκευή μεγάλων και πολύπλοκων εξαρτημάτων από κράμα μαγνησίου. Ωστόσο, οι τρέχουσες εφαρμογές WAAM επικεντρώνονται κυρίως σε κράματα μαγνησίου χαμηλού-κράματος όπως το Mg-3Al-1Zn (AZ31), του οποίου η ισχύς είναι ανεπαρκής για υψηλές-απαιτήσεις απόδοσης. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε αλουμίνιο είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για να ενισχυθεί η αντοχή, αλλά τα κράματα αλουμινίου με υψηλή{12}}αλουμίνιο έχουν κακή πλαστικότητα, γεγονός που καθιστά δύσκολη την παραγωγή κατάλληλα συρμάτων συγκόλλησης. Για να ξεπεραστεί αυτή η συμφόρηση του σύρματος συγκόλλησης, αυτή η μελέτη ανέπτυξε μια τεχνική-με τη βοήθεια λέιζερ διπλής-επιτόπιας τήξης σύρματος{15}}επιτόπου κράματος, παρακάμπτοντας την πρόκληση της παραγωγής συρμάτων συγκόλλησης υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα και πέτυχε την κατασκευή του κράματος AZ90 με τον ακριβή έλεγχο της σύνθεσης poolten.
Ωστόσο, το διμεταλλικό WAAM αντιμετωπίζει προκλήσεις: οι διαφορές στις φυσικές ιδιότητες διαφορετικών υλικών (όπως τα σημεία τήξης) μπορεί να οδηγήσουν σε ασταθή μεταφορά σταγονιδίων, με αποτέλεσμα ελαττώματα όπως ανομοιογένεια σύνθεσης και πορώδες. Αυτή η μελέτη εισάγει καινοτόμα ένα υβριδικό ενεργειακό πεδίο τόξου λέιζερ-, με στόχο τη σταθεροποίηση της μεταφοράς σταγονιδίων, τη βελτίωση της δυναμικής της δεξαμενής τήγματος για την προώθηση της ομογενοποίησης της σύνθεσης και την ταυτόχρονη άμβλυνση του σχηματισμού ελαττωμάτων. Μέσω συστηματικών πειραμάτων και μικρο{3}}ανάλυσης μηχανισμών, αυτή η εργασία επιτυγχάνει επιτυχώς χαμηλό-ελάττωμα, εξαιρετικά ομογενοποιημένη επί τόπου κατασκευή κράματος AZ90 και εστιάζει στην αποσαφήνιση της ποσοτικής σχέσης μεταξύ της μικροδομής μετά τη γήρανση ενδυνάμωσης και των μηχανικών ιδιοτήτων, παρέχοντας βασικές τεχνολογίες ελέγχου και ελέγχους υψηλής απόδοσης-κράματα μαγνησίου WAAM.
Το Σχήμα 3 απεικονίζει τη σύγκριση της μακροδομής και της εσωτερικής ποιότητας των εναποτιθέμενων στρωμάτων κάτω από διεργασίες WAAM με-υποβοηθούμενη και μη υποβοηθούμενη με λέιζερ-διπλό-λέιζερ (λέιζερ-DWAAM και μη-λέιζερ DWAAM). Τα δείγματα που δεν υποβοηθήθηκαν με λέιζερ-εφάνισαν εμφανείς προεξοχές στην αρχή του τόξου και οι οπτικές μικρογραφίες της διατομής-έδειξαν πολλούς πόρους κατά μήκος της κατεύθυνσης εναπόθεσης. Αντίθετα, τα δείγματα Laser-DWAAM είχαν ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος και σχεδόν καθόλου ορατούς πόρους στη διατομή-. Αυτή η διαφορά καταδεικνύει διαισθητικά το σημαντικό πλεονέκτημα της εισαγωγής της συνέργειας λέιζερ: η βοήθεια λέιζερ σταθεροποιεί σημαντικά τη συμπεριφορά μεταφοράς σταγονιδίων και ενισχύει αποτελεσματικά την ποιότητα και την ομοιομορφία της εναπόθεσης, θέτοντας τα θεμέλια για την κατασκευή υλικών υψηλής απόδοσης{{14}.
