01 Papirintroduktion Wire arc additive manufacturing (WAAM) af billige-magnesiumlegeringer har længe været begrænset af utilstrækkelig styrke, primært på grund af vanskeligheden ved at producere specialiserede tråde med højt legeringsindhold. Denne undersøgelse foreslår en laser-assisteret dobbelt-wire WAAM (laser-DWAAM) in-situ legeringsstrategi, der med succes producerer en meget ældende-hærdebar Mg-9Al-0,4Zn (AZ90)-legering baseret på AZ90{2}-magnesiumbaseret{2} hjælpeledning af aluminium. Den optimerede AZ90-legering opnåede efter ældningsbehandling en stigning i flydespænding (YS) på omkring 80 MPa, og nåede i sidste ende omfattende egenskaber af YS Større end eller lig med 185 MPa, ultimativ trækstyrke (UTS) Større end eller lig med 335 MPa, og forlængelse (EL) Større end,AM-styrke til 7%, WA serie magnesiumlegeringer kendt til dato. Kerneforstærkningsmekanismen ligger i dannelsen af høj-densitets-multi-skala--Mg17Al12-udfældninger, især dem med ikke-basale orienteringer (vinkler på ~35 grader og 90 grader i forhold til basalplanet), som kan fastholde basalforskydning, end basalforskydning med en effektivitetsgrad. Dette arbejde åbner en ny vej for additiv fremstilling af magnesiumlegeringer med højt legeret indhold.
02 Fuld tekstoversigt Magnesiumlegeringer har betydelig strategisk betydning i rumfartssektoren på grund af deres lave tæthed og høje specifikke styrke. WAAM-teknologi, med sin høje deponeringseffektivitet og fremragende sikkerhed, anses for at være den foretrukne metode til fremstilling af store og komplekse magnesiumlegeringskomponenter. Nuværende WAAM-applikationer fokuserer dog hovedsageligt på lav-legeringer af magnesium, såsom Mg-3Al-1Zn (AZ31), hvis styrke er utilstrækkelig til høje-ydelseskrav. Forøgelse af aluminiumindholdet er en effektiv måde at øge styrken på, men høje-aluminiumslegeringer har dårlig plasticitet, hvilket gør det vanskeligt at producere kvalificerede svejsetråde. For at overvinde denne svejsetrådsflaskehals udviklede denne undersøgelse en laser-assisteret dobbelt-trådsam-smeltning in-situ-legeringsteknik, der omgik udfordringen med at producere højlegerede svejsetråde, og opnåede fremstillingen af AZ90-legering med målsammensætningen gennem præcis kontrol af det smeltede bassin.
Imidlertid står bimetallisk WAAM over for udfordringer: forskelle i de fysiske egenskaber af forskellige materialer (såsom smeltepunkter) kan føre til ustabil dråbeoverførsel, hvilket resulterer i defekter såsom sammensætningsinhomogenitet og porøsitet. Denne undersøgelse introducerer innovativt et laser-buehybridenergifelt, der har til formål at stabilisere dråbeoverførsel, forbedre smeltebassinets dynamik for at fremme kompositionshomogenisering og samtidig afbøde defektdannelse. Gennem systematiske eksperimenter og mikro-mekanismeanalyse opnår dette arbejde med succes lav-defekt, meget homogeniseret in-situ-fremstilling af AZ90-legering og fokuserer på at belyse det kvantitative forhold mellem mikrostrukturen efter ældningsforstærkning og mekaniske egenskaber, hvilket giver styrbare nøgleteknologier og styrende styringsteknologier. højtydende-WAAM magnesiumlegeringer.
Figur 3 illustrerer sammenligningen af makrostrukturen og den interne kvalitet af aflejrede lag under laser-assisteret og ikke-laser-assisteret dobbelt-wire WAAM-processer (Laser-DWAAM og Non-laser DWAAM). De ikke-laserstøttede-prøver udviste tydelige fremspring ved starten af buen, og optiske mikrografier af{10} tværsnittet viste adskillige porer langs aflejringsretningen; i modsætning hertil havde laser-DWAAM-prøverne ensartet vægtykkelse og næsten ingen synlige porer i tværsnittet. Denne forskel demonstrerer intuitivt den betydelige fordel ved at introducere lasersynergi: laserassistance stabiliserer markant dråbeoverførselsadfærd og forbedrer effektivt kvaliteten og ensartetheden af aflejringen, hvilket lægger grundlaget for fremstillingen af{14}}højtydende materialer.
