Сплави Al-Mg-Er-Zr, що характеризуються надзвичайною міцністю та термічною стабільністю, є дуже перспективними матеріалами-кандидатами для суднобудівної промисловості. Однак у разі використання високо{4}}ефективних методів лазерного зварювання для з’єднання цього матеріалу нерозплавлені зміцнюючі частинки Al₃(Er,Zr) мають тенденцію відокремлюватися всередині зварного шва; одночасно утворюються розривні ділянки дрібних рівновісних зерен і стовпчастих зерен, що призводить до зниження міцності з’єднання. Щоб вирішити проблему сегрегації опадів і досягти повністю рівновісної мікроструктури зварного шва, у цьому дослідженні використовується техніка лазерного зварювання, що включає поперечне сканування, регульовану кільцеву точку променя. Перемішування всередині розплавленої ванни зміщує нерозплавлені частинки Al3(Er,Zr) від лінії плавлення до центру зварювання, тоді як більш рівномірний розподіл температури одночасно перешкоджає зростанню стовпчастих зерен. Зрештою, рівномірний розподіл частинок Al₃(Er,Zr), діючи в синергії з підвищеним переохолодженням всередині розплавленої ванни, ефективно покращує мікроструктуру. Отримані зварні з’єднання демонструють чудові механічні властивості, досягаючи міцності на розрив 389 ± 1 МПа-, що еквівалентно 93,3% міцності основного металу.
Основні висновки. Завдяки застосуванню технології кільцевого{1}}точкового лазерного зварювання з поперечним-скануванням це дослідження успішно досягло синергічного регулювання як мікроструктури, так і механічної міцності з’єднань Al-6Mg-0,1Er-0,1Zr. Основні висновки такі: (1) При традиційному лазерному зварюванні сегрегація нерозплавлених частинок Al3(Er,Zr) у зоні низькотемпературного ламінарного потоку, діючи як гетерогенні центри зародження, призводить до утворення дрібної рівновісної зернистої зони всередині зварного шва; навпаки, відсутність таких частинок у центрі зварного шва призводить до утворення грубої стовпчастої зернистої структури.
(2) Завдяки застосуванню скануючої кільцевої лазерної точкової технології було досягнуто рівномірного розподілу частинок Al₃(Er,Zr) у металі шва. Енергійний рух замкової щілини сприяв потоку розплавленої ванни, тим самим зміщуючи окремі частинки до центру зварного шва. Поєднання рівномірного розподілу частинок і розширеної зони переохолодження разом сприяло подрібненню металу шва до повністю рівновісної зернистої структури. (3) Завдяки зміцненню дрібного-зерна та дисперсійного зміцнення оптимальне з’єднання продемонструвало чудові механічні властивості, досягнувши міцності на розрив 389 ± 1 МПа-, що еквівалентно 93,3% міцності основного металу.
