01 Хартия Въведение Адитивното производство на електродъгови електродъги (WAAM) на евтини магнезиеви сплави отдавна е ограничено от недостатъчна якост, главно поради трудността при производството на специализирани проводници с високо съдържание на сплав. Това проучване предлага лазерно-подпомогната двойна{4}}проводникова WAAM (лазер-DWAAM) in-стратегия за сплавяване на място, успешно произвеждаща силно стареене-втвърдяваща се Mg-9Al-0.4Zn (AZ90) сплав чрез сливане на AZ31 магнезиева-основна жица с чист алуминиев спомагателен проводник. Оптимизираната сплав AZ90, след обработка на стареене, постигна увеличение на границата на провлачване (YS) от около 80 MPa, като в крайна сметка достигна всеобхватни свойства на YS по-голяма или равна на 185 MPa, крайна якост на опън (UTS) по-голяма или равна на 335 MPa и удължение (EL) по-голяма или равна на 7%, поставяйки най-високия рекорд за якост за WAAM Известни до момента магнезиеви сплави от серия AZ. Механизмът за укрепване на сърцевината се крие в образуването на много-мащабни -Mg17Al12 преципитати с висока-плотност, особено тези с не-базална ориентация (ъгли от ~35 градуса и 90 градуса спрямо базалната равнина), които могат да закрепят приплъзването на базалната дислокация с ефективност, много по-висока от тази на базалните преципитати. Тази работа отваря нов път за адитивно производство на магнезиеви сплави с високо съдържание на сплави.
02 Преглед на пълния текст Магнезиевите сплави имат значително стратегическо значение в авиокосмическия сектор поради ниската си плътност и висока специфична якост. WAAM технологията, със своята висока ефективност на отлагане и отлична безопасност, се счита за предпочитан метод за производство на големи и сложни компоненти от магнезиева сплав. Настоящите приложения на WAAM обаче се фокусират главно върху магнезиеви сплави с ниско-сплав като Mg-3Al-1Zn (AZ31), чиято якост е недостатъчна за високи-изисквания за производителност. Увеличаването на съдържанието на алуминий е ефективен начин за повишаване на здравината, но високо{12}}алуминиевите сплави имат лоша пластичност, което затруднява производството на квалифицирани заваръчни телове. За да се преодолее това затруднение при заваръчната тел, това проучване разработи лазерно-асистирана техника за легиране на място с двойно-съ-топене на тел, заобикаляйки предизвикателството за производство на високолегирани заваръчни телове, и постигна производството на сплав AZ90 с целевия състав чрез прецизен контрол на разтопената вана.
Въпреки това, биметалната WAAM е изправена пред предизвикателства: разликите във физичните свойства на различните материали (като точки на топене) могат да доведат до нестабилен трансфер на капки, което води до дефекти като нехомогенност на състава и порьозност. Това проучване въвежда иновативно лазерно{1}}дъгово хибридно енергийно поле, имащо за цел да стабилизира преноса на капчици, да подобри динамиката на стопилката, за да насърчи композиционната хомогенизация и едновременно с това да смекчи образуването на дефекти. Чрез систематични експерименти и анализ на микро-механизма, тази работа успешно постига ниски-дефекти, силно хомогенизирано in-на място производство на сплав AZ90 и се фокусира върху изясняването на количествената връзка между микроструктурата след укрепване при стареене и механичните свойства, предоставяйки ключови технологии и теоретични насоки за контролируемо производство на високо{7}}производителни магнезиеви сплави WAAM.
Фигура 3 илюстрира сравнението на макроструктурата и вътрешното качество на отложените слоеве при лазер-подпомогнати и не-лазерно-подпомогнати-двупроводни WAAM процеси (лазер-DWAAM и не-лазер DWAAM). Не-лазерно-асистираните проби показаха очевидни издатини в началото на дъгата, а оптичните микрографии на напречното-сечение показаха многобройни пори по посока на отлагането; за разлика от тях пробите от Laser-DWAAM имаха еднаква дебелина на стената и почти никакви видими пори в напречното-сечение. Тази разлика интуитивно демонстрира значителното предимство на въвеждането на лазерна синергия: лазерната помощ значително стабилизира поведението на пренос на капчици и ефективно подобрява качеството и еднородността на отлагането, поставяйки основата за производството на високо-ефективни материали.
