כחומר מבני מתכת קל משקל, סגסוגת מגנזיום תואמת את מושג ההתפתחות המודרני של משקל קל, שימור אנרגיה והפחתת פליטה. סיכויי היישום שלה בחלל, תחבורה, תקשורת אלקטרונית ותעשיות אחרות מוערכים יותר ויותר. קידום היישום הנוסף והרחב יותר של סגסוגות מגנזיום בתחומים שונים מחייב גם פיתוח טכנולוגיית עיבוד. ריתוך הוא קישור מפתח חיוני בייצור פרופילי סגסוגת מגנזיום ותיקון ליקוי ליציקה. בעיית החיבור של סגסוגות מגנזיום עם מתכות זהות ושונות המשיכה לקבל תשומת לב בשנים האחרונות.
בהשוואה לשיטות ריתוך אחרות, לריתוך לייזר יתרונות רבים כמו צפיפות כוח גבוהה, ציוד פשוט, יעילות ריתוך גבוהה, לחץ שיורי מפרקים נמוך ואזור צר שנפגע בחום. לכן זוהי טכנולוגיה עם פוטנציאל רב לחיבור של חלקי סגסוגת מגנזיום. עם זאת, מיקרו -מבנה של מפרקים מרותכים של לייזר סגסוגת מגנזיום שונה לרוב שונה מאוד מזה של חומר האב, וכוחם של המפרקים המרתקים בדרך כלל חלש יותר מזה של חומר האב. חשיפת הקשר בין המיקרו -מבנה להתנהגות מכנית של מפרקים מרותכים בלייזר היא קריטית למיטוב המבנה ותהליך הריתוך של סגסוגות מגנזיום ולהשגת יעילות מפרקים גבוהה.
המפרק המרותך של סגסוגת מגנזיום AZ80 מורכב מאזור היתוך (FZ), אזור מושפע בחום (HAZ) וחומר בסיס (BM). אזור חומר הבסיס מורכב מגבישים שווים עם גודל גרגר עדין, ומציג מאפייני מרקם עיוות טיפוסיים. כיוון התבואה של אזור הריתוך הוא אקראי, והמיקרו -מבנה דומה למבנה היציקה בפועל, ומציג את המאפיינים הארגוניים של גבישים מרכזי שוויון וגבישים עמודים קצה, הנגרמים כתוצאה מתהליך ההתמצקות וההתגבשות במהלך הריתוך. בנוסף, אזור הריתוך מפיל רשת רציפה של שלבי MG17AL12 במהלך ההתמצקות. במפרק המרותך בלייזר של סגסוגת מגנזיום AZ80, נוצר בבירור אזור מושפע בחום ברוחב של כ- 60 מיקרומטר בין אזור הריתוך לחומר הבסיס. גודל התבואה של האזור שנפגע בחום דומה לזה של חומר הבסיס, אך גבולות התבואה שלו גסים באופן משמעותי. בנוסף, מספר גדול של שלבי MG17AL12 עדינים ומפוזרים משקעים באזור הנגוע בחום במהלך הריתוך.
המפרק המרותך של סגסוגת מגנזיום AZ80 מציג תכונות מכניות מצוינות, עם חוזק תשואה של 202 MPA ויעילות ריתוך של עד 92%. ניתוח מיקרו-מבני על ידי EPMA ו- EBSD בשילוב עם טכניקות דיפרקציה של סינכרוטרון רנטגן הראו כי שלב המשקעים וצפיפות הניתוק המוגברת במפרק הריתוך היו המנגנונים העיקריים של החיזוק של סגסוגות מגנזיום מרותכות לייזר. ההשפעות המשולבות של חיזוק אורוואן, עיוות הטרוגני הנגרם (HDI) חיזוק והתקשות המתח הפכו את התכונות המכניות של מפרקי ריתוך סגסוגת מגנזיום AZ80 הדומים לאלה של חומר האב.
מבנה התבואה והתפלגות אוריינטציה של מפרקי סגסוגת מגנזיום מרותכים בלייזר
מבנה ומבנה של מפרקים מרותכים של סגסוגת מגנזיום
תכונות מכניות של מפרקים מרותכים לייזר סגסוגת מגנזיום
ניתוח דיפרקציה של סינכרוטרון רנטגן מגלה את מנגנון החיזוק של מפרקים מרותכים של סגסוגת מגנזיום
