Ako ideálny ľahký kovový štrukturálny materiál sa zliatiny horčíka prispôsobujú konceptu moderného rozvoja ľahkej váhy, energetickej ochrany a redukcie emisií. Vyhliadky na aplikáciu v leteckom, preprave, elektronickej komunikácii a iných odvetviach sa čoraz viac oceňujú. Podpora ďalšieho a širšieho uplatňovania zliatin horčíka v rôznych oblastiach si vyžaduje aj vývoj technológie spracovania. Zváranie je nevyhnutným kľúčovým spojením pri výrobe profilov zliatiny horčíka a opravy defektov odlievania. Problém spojenia zliatiny horčíka s rovnakými a odlišnými kovmi sa v posledných rokoch naďalej venoval pozornosti.
V porovnaní s inými metódami zvárania má laserové zváranie mnoho výhod, ako je vysoká hustota energie, jednoduché vybavenie, účinnosť zvárania s vysokou zváraním, nízky zvyškový napätie a úzku zónu ovplyvňovanú teplom. Preto je to technológia s veľkým potenciálom pre spojenie častí zliatiny horčíka. Avšak mikroštruktúra laserových kĺbov zliatiny horčíka zliatiny sa často veľmi líši od materskej materiálu a sila zváraných kĺbov je všeobecne slabšia ako sila materského materiálu. Odhalenie vzťahu medzi mikroštruktúrou a mechanickým správaním laserových zváraných kĺbov je rozhodujúce pre optimalizáciu štruktúry a procesu zvárania zliatin horčíka a dosiahnutie vysokej účinnosti kĺbov.
Zváraný kĺb zliatiny horčíka AZ80 pozostáva z fúznej zóny (FZ), zóny ovplyvnenej teplom (HAZ) a základného materiálu (BM). Zóna základného materiálu sa skladá z rovnocenných kryštálov s veľkosťou jemného zrna, ktoré ukazujú typické charakteristiky textúry deformácie. Orientácia zŕn zvarovej zóny je náhodná a mikroštruktúra je podobná skutočnej štruktúre odlievania, ktorá ukazuje organizačné charakteristiky centrálnych rovnocenných kryštálov a stĺpcových kryštálov okrajov, čo je spôsobené procesom tuhnutia a kryštalizácie počas zvárania. Okrem toho zóna zvaru vyvoláva počas tuhnutia kontinuálnu sieť fáz MG17AL12. V laserovom zváranom kĺbe zliatiny horčíka AZ80 sa medzi zvarnou zónou a základným materiálom jasne vytvorí teplo ovplyvnená teplo so šírkou asi 60 μm. Veľkosť zŕn zóny ovplyvnenej tepla je podobná ako v prípade základného materiálu, ale jej hranice zŕn sú výrazne hrubé. Okrem toho sa počas zvárania zráža veľké množstvo jemných a dispergovaných fáz MG17AL12 v zóne postihnutej teplom.
Zváraný kĺb zliatiny horčíka AZ80 vykazuje vynikajúce mechanické vlastnosti s pevnosťou výťažku 202 MPa a účinnosťou zvárania až 92%. Mikroštrukturálna analýza pomocou EPMA a EBSD v kombinácii s technikami rôntgenovej difrakcie synchrotrónu ukázala, že zrážacia fáza a zvýšená hustota dislokácie vo zvarovom kĺbe bola hlavným mechanizmom zosilnenia laserových zváraných zliatin zliatiny horčíka. Kombinované účinky posilnenia orowanu, heterogénna deformácia indukovaná (HDI) posilnenie a kalenie kmeňa spôsobili, že mechanické vlastnosti zvarných spojov zliatiny horčíka AZ80 porovnateľné s vlastnosťami materského materiálu.
Štruktúra zŕn a rozloženie orientácie laserom zváraných spojov zliatiny horčíka
Mikroštruktúra a štruktúra zváraných kĺbov zliatiny horčíka
Mechanické vlastnosti laserových zváraných kĺbov zliatiny horčíka
Synchrotrónová rôntgenová difrakčná analýza odhaľuje posilňovací mechanizmus zváraných kĺbov zliatiny horčíka
