01 Úvod o papieri Výroba drôteného oblúka (WAAM) z lacných-zliatín horčíka bola dlho obmedzená nedostatočnou pevnosťou, najmä kvôli ťažkostiam pri výrobe špecializovaných drôtov s vysokým obsahom zliatin. Táto štúdia navrhuje laserovú-dvojdrôtovú{4}}drôtovú stratégiu WAAM (laser{5}}DWAAM) in-zlievaciu stratégiu in situ, ktorá úspešne vytvára vysoko starnúcu-vytvrditeľnú Mg-9Al-0,4Zn (AZ90) zliatinu s prídavným drôtom na báze čistého hliníka{2} AZ31 Optimalizovaná zliatina AZ90 po spracovaní starnutím dosiahla zvýšenie medze klzu (YS) o približne 80 MPa, v konečnom dôsledku dosiahli komplexné vlastnosti YS Väčšie alebo rovné 185 MPa, medzu pevnosti v ťahu (UTS) Väčšiu alebo rovnajúcu sa 335 MPa a predĺženie (EL) Väčšie alebo rovné 7 % pre doteraz známy rekord horčíkovej zliatiny WAAM. Mechanizmus posilňovania jadra spočíva vo vytváraní precipitátov -Mg17Al12 s vysokou{22}}hustotou vo viacerých{25}}úrovniach, najmä tých s in-bazálnou orientáciou (uhly ~35 stupňov a 90 stupňov k bazálnej rovine), ktoré dokážu zachytiť sklz bazálnej dislokácie s oveľa vyššou účinnosťou ako bazálne precipitáty. Táto práca otvára novú cestu pre aditívnu výrobu horčíkových zliatin s vysokým obsahom zliatin.
02 Celý text Prehľad Zliatiny horčíka majú významný strategický význam v leteckom a kozmickom sektore vďaka svojej nízkej hustote a vysokej špecifickej pevnosti. Technológia WAAM s vysokou účinnosťou depozície a vynikajúcou bezpečnosťou sa považuje za preferovaný spôsob výroby veľkých a zložitých komponentov z horčíkovej zliatiny. Súčasné aplikácie WAAM sa však zameriavajú najmä na nízko-zliatiny horčíkových zliatin, ako je napríklad Mg-3Al-1Zn (AZ31), ktorých pevnosť je nedostatočná pre požiadavky na vysoký-výkon. Zvýšenie obsahu hliníka je účinný spôsob, ako zvýšiť pevnosť, ale vysoko{12}}hliníkové zliatiny majú nízku plasticitu, čo sťažuje výrobu kvalifikovaných zváracích drôtov. Na prekonanie tohto prekážkového miesta zváracieho drôtu táto štúdia vyvinula laserovú-dvojitú{14}}techniku spolutavenia drôtu{15}}zlievania na mieste, čím sa obišla výzva na výrobu vysokolegovaných zváracích drôtov a dosiahla sa výroba zliatiny AZ90 s cieľovým zložením prostredníctvom presnej kontroly roztaveného kúpeľa.
Bimetalický WAAM však čelí výzvam: rozdiely vo fyzikálnych vlastnostiach rôznych materiálov (ako sú teploty topenia) môžu viesť k nestabilnému prenosu kvapiek, čo vedie k defektom, ako je kompozičná nehomogenita a pórovitosť. Táto štúdia inovatívne predstavuje hybridné energetické pole laserového-oblúka, ktorého cieľom je stabilizovať prenos kvapiek, zlepšiť dynamiku tavného bazéna na podporu homogenizácie zloženia a súčasne zmierniť tvorbu defektov. Prostredníctvom systematických experimentov a mikro-analýzy mechanizmov táto práca úspešne dosahuje nízke-defekty, vysoko homogenizovanú in{5}}výrobu zliatiny AZ90 in situ a zameriava sa na objasnenie kvantitatívneho vzťahu medzi mikroštruktúrou po zosilnení starnutím a mechanickými vlastnosťami, pričom poskytuje kľúčové technológie a teoretické usmernenia pre kontrolovateľnú výrobu vysokovýkonných horčíkových zliatin WAAM.
Obrázok 3 ilustruje porovnanie makroštruktúry a vnútornej kvality nanesených vrstiev pri laserovom -asistovanom a ne-laserovom{3}}dvojdrôtovom{4}}drôtovom procese WAAM (laserový-DWAAM a ne-laserový DWAAM). Vzorky bez -laseru- vykazovali zjavné výčnelky na začiatku oblúka a optické mikrofotografie prierezu{10}} ukázali početné póry pozdĺž smeru nanášania; naproti tomu laserové-DWAAM vzorky mali rovnomernú hrúbku steny a takmer žiadne viditeľné póry v priereze{12}}. Tento rozdiel intuitívne demonštruje významnú výhodu zavedenia laserovej synergie: laserová asistencia výrazne stabilizuje správanie pri prenose kvapiek a účinne zvyšuje kvalitu a rovnomernosť nanášania, čím vytvára základ pre výrobu-výkonných materiálov.
