Al-Mg-Er-Zr 合金は、優れた強度と熱安定性を特徴としており、造船業界にとって非常に有望な候補材料です。ただし、-高効率のレーザー溶接技術を利用してこの材料を接合すると、未溶融の Al3(Er、Zr) 強化粒子が溶接シーム内に偏在する傾向があります。同時に、微細な等軸粒子と柱状粒子の不連続領域が形成され、接合強度が低下します。析出物の偏析の問題に対処し、完全に等軸の溶接微細構造を達成するために、この研究では、横方向に走査する調整可能な環状ビームスポットを特徴とするレーザー溶接技術を採用しています。溶融池内の撹拌作用により、未溶融の Al3(Er,Zr) 粒子が溶融線から溶接中心に向かって移動し、同時により均一な温度分布により柱状粒子の成長が抑制されます。最終的に、Al3(Er,Zr) 粒子の均一な分布は、溶融池内の過冷却の増加と相乗的に作用し、微細構造を効果的に微細化します。得られた溶接継手は優れた機械的特性を示し、母材強度の 93.3% に相当する 389 ± 1 MPa- の引張強度を達成しました。
主な結論: この研究では、横-走査環状-スポット レーザー溶接技術の適用により、Al-6Mg-0.1Er-0.1Zr 接合部の微細構造と機械的強度の両方を相乗的に制御することに成功しました。主な結論は次のとおりです。 (1) 従来のレーザー溶接では、低温層流ゾーン内の未溶融 Al3(Er、Zr) 粒子の偏析 (不均一核生成サイトとして機能) が溶接シーム内に微細な等軸結晶粒ゾーンの形成につながります。逆に、溶接部の中心にそのような粒子が存在しないと、粗い柱状結晶粒構造が形成されます。
(2) 走査環状レーザースポット技術の適用により、溶接金属内の Al3(Er,Zr) 粒子の均一な分布が達成されました。キーホールの激しい動きにより溶融池の流れが促進され、それによって分離した粒子が溶接部の中心に向かって移動しました。均一な粒子分布と拡張された過冷却ゾーンの組み合わせにより、溶接金属の完全等軸結晶粒構造への微細化が促進されました。 (3) 細粒強化と析出強化の効果により、最適な継手は優れた機械的特性を示し、母材強度の 93.3% に相当する 389 ± 1 MPa の引張強さを達成しました。-
