La technique de soudage au laser du joint à recouvrement magnésium-aluminium et de la couche intermédiaire magnésium/aluminium avec l'ajout d'une feuille de Ti est proposée pour souder l'alliage de magnésium AZ31 et l'alliage d'aluminium 6061, et l'organisation et les propriétés des joints magnésium/aluminium sont étudiées sous l'effet de feuille-laser Ti. Les résultats montrent que l'ajout de Ti-foil peut obtenir un joint Mg/Al efficace sous le processus de soudage au laser, et que la résistance au cisaillement (résistance de ligne) du joint Mg/Al atteint 58 N/mm, et que la morphologie du bain fondu change. de la forme en « V » sans feuille de Ti à la forme « verre à vin » avec feuille de Ti. La forme du bain de fusion passe de la forme en « V » sans feuille de Ti à la forme « en forme de tasse » avec la feuille de Ti. Avec l'augmentation de l'épaisseur de la feuille de Ti, la profondeur du bain de fusion du joint Mg/Al augmente, la feuille de Ti près du côté aluminium du substrat fond partiellement et les éléments Ti sont répartis dans le bain de fusion pour former des composés Ti3Al. ; l'ajout d'une feuille de Ti inhibe le contact direct entre le magnésium et l'aluminium et évite la réaction du Mg et de l'Al pour former des composés Mg/Al cassants, de sorte que l'ajout d'une feuille de Ti a un certain degré d'effet barrière, mais la feuille de Ti a une conductivité thermique inférieure et est éloigné de la source de chaleur laser. Cependant, la conductivité thermique de la feuille de Ti est faible, elle est éloignée de la source de chaleur laser, la fusion de la feuille de Ti est incomplète et la liaison de la feuille de Ti avec le matériau de base doit être améliorée.
Avec le développement rapide de la science des matériaux, les métaux légers (aluminium, magnésium, titane), les céramiques et composites céramiques légers et à haute résistance, les composites C/C, etc. deviennent de plus en plus populaires dans le domaine de la technologie de l'ingénierie aérospatiale, et là Il est de plus en plus urgent de souder des alliages d'aluminium avec des alliages de titane ou des alliages de magnésium pour former des pièces structurelles composites. Le soudage au laser est une technologie d'assemblage en développement rapide ces dernières années, qui utilise un faisceau à haute énergie pour faire fondre rapidement le matériau et le solidifier en même temps. En raison de son faible apport de chaleur, de sa petite déformation après soudage et du temps de soudage court, à haut rendement, très approprié pour la connexion de matériaux différents. Cependant, l'utilisation de la méthode de soudage au laser pour le soudage de métaux différents magnésium/aluminium, en raison de la différence de point de fusion magnésium/aluminium est faible, le contact des deux métaux liquides est inévitable, la vitesse de réaction entre l'état liquide est beaucoup plus rapide que la vitesse de réaction entre le métal solide, la réaction Mg/Al est sujette à un composé Mg/Al fragile, ces composés ne sont pas seulement dans la formation de l'interface entre le magnésium/aluminium, seront également entrés dans l'interface du pool fondu à proximité de la zone, conduisant à des joints soudés Ces composés se forment non seulement à l'interface Mg/Al, mais pénètrent également dans la zone du bain de fusion près de l'interface, entraînant une fracture fragile du joint soudé et réduisant les performances du joint Mg/Al. La formation de composés Mg/Al fragiles constitue un défi pour l’assemblage efficace et économique du magnésium/aluminium par soudage par fusion.
Des chercheurs nationaux et étrangers ont mené des études exploratoires sur le soudage Mg/Al, parmi lesquelles des travaux représentatifs tels que Zhao Limin et al. découvert que la couche intermédiaire de zinc peut empêcher les éléments Mg/Al de se diffuser les uns avec les autres ; Chang et coll. étudié l'organisation des joints soudés dans le soudage par friction malaxage laser Mg/Al avec une feuille de Ni ; Chen Ying a étudié la microstructure et les propriétés des joints soudés par friction-malaxage Mg/Al et a découvert que la formation de Chen Ying a étudié la microstructure et les propriétés des joints soudés par friction-malaxage Mg/Al et a découvert que la formation de composés Mg17Al12 améliorait les propriétés du joint. ; Qi et coll. effectué un soudage par recouvrement Mg/Al avec l'ajout d'une couche intermédiaire en feuille d'acier doux et constaté que la résistance au cisaillement du joint variait avec l'épaisseur de la couche intermédiaire, et que la résistance au cisaillement augmentait puis diminuait avec l'augmentation de l'épaisseur de la feuille ; Liu et Gao et al. a effectué un soudage composite laser Mg/Al avec l'ajout d'une couche intermédiaire et a découvert que Zn, Ce et Ti avaient pour effet d'inhiber la formation de composés Mg/Al fragiles. Le rôle de Zn, Ce, Ti a tous pour effet d'inhiber la formation de composés fragiles de Mg/Al, dont le Ti avec des points de fusion et d'ébullition élevés a un meilleur effet d'inhiber la formation de composés fragiles de Mg/Al, mais le mécanisme n'est pas clair; Ma Yucheng et coll. exploré la faisabilité du soudage par recouvrement aluminium/acier avec l'ajout d'une couche intermédiaire en Ni ; Wang et coll. ont réalisé le soudage par fusion composite arc-laser de magnésium/aluminium avec l'ajout d'une couche intermédiaire de Ni, et ont découvert que la composition des phases des composés intermétalliques dans la zone de fusion Khodabakhshi et al. effectué le soudage au laser oscillant d'une plaque en alliage de magnésium AZ31 et d'un alliage d'aluminium 6022 avec une feuille de Ni et a constaté que l'oscillation du faisceau laser réduit la formation de fissures dans les joints et améliore le mélange à l'intérieur du bain en fusion, et que l'ajout d'une feuille de Ni inhibe mieux la réaction du Mg et Al pour former un composé Mg/Al fragile ; Li Mingfeng et coll. effectué le soudage par ultrasons de la plaque d'alliage de magnésium AZ31B et de l'alliage d'aluminium avec une feuille métallique. Li Mingfeng et coll. effectué le soudage par ultrasons de la plaque d'alliage de magnésium AZ31B et de l'alliage d'aluminium avec l'ajout d'une feuille métallique, et a constaté que l'ajout d'une feuille de Cu empêchait la formation de composés Mg/Al et que la plupart des surfaces des cassures Mg/Cu étaient lisses ; Zhang Shumai et coll. a effectué le soudage au laser d'un alliage de magnésium/alliage d'aluminium avec l'ajout d'une feuille de Ni, et a constaté que l'ajout d'une feuille de Ni limitait la diffusion de l'Al de l'aluminium dans le bain de magnésium et diminuait la réaction de l'Al et du Mg pour produire du Mg/fragmenté. Les composés d'Al et la réaction de Ni et d'Al dans la zone du pool commun ont produit AlNi et AlNi. De plus, le Ni dans la zone du pool commun réagit avec Al pour produire des composés Al-Ni tels que AlNi et Al3Ni. Peng et coll. a effectué un soudage par ultrasons d'alliages de magnésium et d'alliages d'aluminium avec l'ajout d'une feuille d'Ag et a découvert que la feuille d'Ag interagissait avec Mg et Al pour inhiber la génération de composés Mg/Al cassants, et que l'interface Mg/Al était remplacée par l'interface Mg/Ag et interfaces Al/Ag. D'après les résultats de recherche existants sur le soudage Mg/Al, le facteur clé affectant les performances des joints Mg/Al est la fragilité des composés Mg/Al. Afin d'améliorer les propriétés des joints Mg/Al, la formation de composés Mg/Al est principalement influencée par l'optimisation des paramètres du processus de soudage et par l'utilisation de matériaux additifs. Compte tenu du problème selon lequel le magnésium/aluminium liquide est susceptible de réagir pour former des composés Mg/Al fragiles et réduire les propriétés des joints, cet article propose la technologie de soudage laser du chevauchement magnésium-aluminium et l'ajout d'une feuille de Ti entre le magnésium. /couches d'aluminium pour souder l'alliage de magnésium AZ31 et l'alliage d'aluminium 6061, et pour étudier l'organisation et les propriétés des joints soudés magnésium/aluminium sous l'action du laser à feuille de titane, les résultats de l'étude devraient être utiles pour l'avancement de le développement de composants structurels composites fabriqués à partir de matériaux différents dans la fabrication aérospatiale. Les résultats de cette étude devraient fournir une nouvelle idée pour promouvoir l’application de composants structurels composites hétérogènes dans la fabrication aérospatiale.
L'alliage de magnésium AZ31 et l'alliage d'aluminium 6061 ont été soudés en utilisant la technique de soudage laser de l'interface magnésium-sur-aluminium et en ajoutant une feuille de Ti entre les couches de magnésium/aluminium pour étudier la structure et les propriétés des joints soudés par fusion magnésium/aluminium sous l'action de la feuille de Ti. -laser, et les principales conclusions sont les suivantes.
(1) Dans les conditions de processus d'une puissance laser de 1600-1700 W, d'une vitesse de soudage de 1 200 mm/min, d'une déviation de la tête laser de 20 degrés, d'une défocalisation nulle et de l'utilisation de gaz de protection Ar pour le soufflage latéral et le rétro-soufflage. En matière de protection, l'ajout d'une feuille de Ti permet d'obtenir une connexion efficace magnésium/aluminium, et les joints magnésium/aluminium peuvent atteindre une résistance au cisaillement (résistance de ligne) de 58 N/mm.
(2) Avec l'ajout d'une feuille de Ti, la morphologie du bain de fusion passe d'une forme en « V » sans feuille de Ti à une forme de « verre à vin » avec une feuille de Ti. À mesure que l'épaisseur de la feuille de Ti augmente, la profondeur du bain de fusion des joints magnésium/aluminium augmente, et la feuille située près du côté aluminium du substrat fond partiellement, et les éléments de Ti sont répartis à l'intérieur du bain de fusion. Les éléments Ti sont répartis à l’intérieur du bain de fusion et des composés Ti3Al se forment.
(3) L'ajout d'une feuille de Ti inhibe le contact direct entre le magnésium et l'aluminium et empêche la réaction du Mg et de l'Al pour former des composés Mg/Al fragiles. L'ajout de feuille de Ti a pour effet de barrière, mais la conductivité thermique de la feuille de Ti est relativement faible et elle est loin de la source de chaleur laser, donc la fusion de la feuille de Ti est incomplète et la liaison de la feuille de Ti avec le le matériau de base doit être amélioré.
