Τα κράματα Al-Mg-Er-Zr, που χαρακτηρίζονται από την ανώτερη αντοχή και τη θερμική τους σταθερότητα, αντιπροσωπεύουν πολλά υποσχόμενα υποψήφια υλικά για τη ναυπηγική βιομηχανία. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιούνται τεχνικές συγκόλλησης με λέιζερ υψηλής απόδοσης για τη σύνδεση αυτού του υλικού, τα μη συντηγμένα ενισχυτικά σωματίδια Al3(Er,Zr) τείνουν να διαχωρίζονται εντός της ραφής συγκόλλησης. Ταυτόχρονα, σχηματίζονται ασυνεχείς περιοχές λεπτών ισοαξονικών κόκκων και στηλών κόκκων, με αποτέλεσμα τη μείωση της αντοχής της άρθρωσης. Για να αντιμετωπιστεί το ζήτημα του διαχωρισμού των ιζημάτων και να επιτευχθεί μια πλήρως εξισορροπημένη μικροδομή συγκόλλησης, αυτή η μελέτη χρησιμοποιεί μια τεχνική συγκόλλησης με λέιζερ που διαθέτει μια εγκάρσια σάρωση, ρυθμιζόμενη δακτυλιοειδή κηλίδα δέσμης. Η δράση ανάδευσης εντός της λιωμένης δεξαμενής εκτοπίζει τα μη συντηγμένα σωματίδια Al3(Er,Zr) από τη γραμμή σύντηξης προς το κέντρο συγκόλλησης, ενώ μια πιο ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας αναστέλλει ταυτόχρονα την ανάπτυξη στηλών κόκκων. Τελικά, η ομοιόμορφη κατανομή των σωματιδίων Al3(Er,Zr), ενεργώντας σε συνέργεια με την αυξημένη υποψύξη εντός της λιωμένης δεξαμενής, βελτιώνει αποτελεσματικά τη μικροδομή. Οι συγκολλημένοι σύνδεσμοι που προκύπτουν παρουσιάζουν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, επιτυγχάνοντας αντοχή εφελκυσμού 389 ± 1 MPa{11}}που ισοδυναμεί με το 93,3% της αντοχής του βασικού μετάλλου.
Κύρια συμπεράσματα: Μέσω της εφαρμογής της τεχνολογίας εγκάρσιας-σάρωσης δακτυλιοειδούς-σημειακού λέιζερ συγκόλλησης, αυτή η μελέτη πέτυχε με επιτυχία τη συνεργική ρύθμιση τόσο της μικροδομής όσο και της μηχανικής αντοχής των αρμών Al-6Mg-0.1Er-0.1Zr. Τα κύρια συμπεράσματα είναι τα εξής: (1) Στη συμβατική συγκόλληση με λέιζερ, ο διαχωρισμός των μη συντηγμένων σωματιδίων Al3(Er,Zr) εντός της ζώνης στρωτής ροής χαμηλής θερμοκρασίας - ενεργώντας ως ετερογενείς θέσεις πυρήνωσης - οδηγεί στο σχηματισμό μιας λεπτής ισοαξονισμένης ζώνης κόκκων εντός της ραφής συγκόλλησης. Αντιστρόφως, η απουσία τέτοιων σωματιδίων στο κέντρο της συγκόλλησης έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας δομής χονδροειδούς στήλης κόκκων.
(2) Μέσω της εφαρμογής της τεχνολογίας δακτυλιοειδούς κηλίδας λέιζερ σάρωσης, επιτεύχθηκε ομοιόμορφη κατανομή των σωματιδίων Al3(Er,Zr) εντός του μετάλλου συγκόλλησης. Η έντονη κίνηση της κλειδαρότρυπας προώθησε τη ροή της λίμνης τήγματος, μετατοπίζοντας έτσι τα διαχωρισμένα σωματίδια προς το κέντρο της συγκόλλησης. Ο συνδυασμός ομοιόμορφης κατανομής σωματιδίων και διευρυμένης ζώνης υποψύξης διευκόλυνε συλλογικά τη βελτίωση του μετάλλου συγκόλλησης σε μια πλήρως ισοαξονισμένη δομή κόκκων. (3) Επωφελούμενος από τα αποτελέσματα της ενίσχυσης των λεπτών κόκκων και της ενίσχυσης κατά την κατακρήμνιση, ο βέλτιστος σύνδεσμος επέδειξε εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, επιτυγχάνοντας αντοχή εφελκυσμού 389 ± 1 MPa-που ισοδυναμεί με 93,3% της αντοχής του βασικού μετάλλου.
