激光焊接异种镁合金AZ31B/AZ91D组织性能优化

本文研究了AZ31B和AZ91D两种不同类型的镁合金的激光焊接头组织性能，由刘军、黄飞等人在内蒙古工业大学材料科学与工程学院进行。针对AZ31B和AZ91D这两种异种镁合金材料在激光焊接过程中的挑战，研究团队采用了光学显微镜、拉伸试验和显微硬度测试等关键实验方法来深入分析。 研究结果显示，在焊接条件下，当激光功率设置为1800W，焊接速度为600mm/min，保护气流量为15L/min时，能够实现高质量的焊接接头形成。值得注意的是，焊接接头的热影响区相对较弱，说明激光焊接技术有效地控制了热输入，避免了材料性能的显著劣化。熔合线附近，母材侧的晶粒并未经历明显的长大，反而显示出焊缝晶粒的细化现象，这有助于提高焊接接头的整体强度和耐久性。 通过X射线衍射(XRD)分析，发现焊缝区域主要由α-Mg和β-Al12Mg17两种相构成，这是镁合金的基本相结构。电子探针微分析(EDS)进一步揭示了焊缝区Mg和Al元素的质量分数处于两种母材之间的平衡状态，这体现了焊接过程中元素的合理分布。 在力学性能测试中，研究人员发现焊接接头的抗拉强度优于AZ91D母材，这表明焊接过程增强了材料的连接强度。然而，断裂模式为脆性断裂，根据扫描断口观察，断裂发生在AZ91D母材一侧，这可能与材料的晶格结构和焊接过程中产生的应力集中有关。 此外，焊缝的硬度值高于两种母材，这意味着焊接过程不仅提高了金属间的结合强度，还提升了局部区域的耐磨性和抗疲劳性能。 该研究为AZ31B和AZ91D异种镁合金的激光焊接工艺优化提供了重要的数据支持，对于提升镁合金在工业应用中的焊接质量具有实际意义。这些研究成果对于开发更高效的镁合金焊接技术以及材料设计具有指导价值，对于推动镁合金工业的发展具有积极影响。