光纤激光补焊ZM5镁合金薄壁铸件：工艺优化与组织性能提升

本文研究了ZM5镁合金薄壁铸件的光纤激光补焊工艺及其组织性能。ZM5是一种常用的轻质高强度镁合金，对于汽车、航空等领域有着广泛的应用。针对薄壁铸件的特殊性，文章通过实验探讨了光纤激光作为补焊工具的优势。 首先，研究者采用光纤激光焊接技术，对ZM5镁合金薄壁铸件进行补焊，这是一种高效且精准的熔融过程。他们选取焊道稀释率和表面交角作为工艺评价指标，这两个参数直接影响焊接质量，如熔深控制和焊缝的平整度。 通过扫描电子显微镜(SEM)观察，发现补焊层的微观组织由细小的等轴树枝晶构成，这种结构有利于提高焊接接头的强度和韧性。平均晶粒直径约为母材的1/4，即15~20微米，表明激光焊接过程能够有效细化晶粒，提升焊接材料的性能。 X射线衍射(XRD)分析显示，补焊层基体主要由α-Mg相组成，同时晶界处析出了Mg-Al共晶相，特别是β-Mg17Al12以连续网状或不规则的点状形式存在，这可能是由于激光焊接过程中温度和冷却速率的影响，导致了特定相变。 力学性能测试结果显示，补焊层的抗拉强度和延伸率优于未补焊的母材。拉伸断口分析发现，补焊层表现为准解理断裂，伴有少量韧窝，这证明了焊接过程对材料韧性的改善。相比之下，未经均匀化热处理的母材则显示出脆性断裂的解理断口，说明激光补焊不仅修复了缺陷，还优化了材料的整体性能。 该研究证实了光纤激光补焊技术在ZM5镁合金薄壁铸件上的应用潜力，不仅实现了缺陷的有效修复，而且在工艺适应性和力学性能上表现出色。这对于提高镁合金制品的可靠性和耐用性具有重要意义，为镁合金的广泛应用提供了新的工艺选择。