Al-Mg-Er-Zr сплавите, характеризиращи се със своята превъзходна здравина и термична стабилност, представляват силно обещаващи кандидат-материали за корабостроителната индустрия. Въпреки това, когато се използват високо{4}}ефективни техники за лазерно заваряване за свързване на този материал, некондензираните укрепващи частици Al3(Er,Zr) са склонни да се отделят в заваръчния шев; едновременно се образуват прекъснати участъци от фини равноосни зърна и колоновидни зърна, което води до намаляване на якостта на съединението. За да се реши проблемът с отделянето на утайка и да се постигне напълно равноосна микроструктура на заваръчния шев, това изследване използва техника за лазерно заваряване, включваща напречно сканиращо, регулируемо пръстеновидно петно на лъча. Действието на разбъркване в разтопения басейн измества некондензираните частици Al3(Er,Zr) от линията на топене към центъра на заварката, докато по-равномерното разпределение на температурата едновременно възпрепятства растежа на колоновидни зърна. В крайна сметка равномерното разпределение на частиците Al3(Er,Zr), действайки в синергия с повишеното преохлаждане в басейна с разтопена течност, ефективно подобрява микроструктурата. Получените заварени съединения показват отлични механични свойства, постигайки якост на опън от 389 ± 1 MPa-еквивалентна на 93,3% от якостта на основния метал.
Основни заключения: Чрез прилагането на технология за напречно-сканиране на пръстеновидно{1}}точково лазерно заваряване, това проучване успешно постигна синергично регулиране както на микроструктурата, така и на механичната якост на Al-6Mg-0.1Er-0.1Zr съединения. Основните заключения са следните: (1) При конвенционалното лазерно заваряване, сегрегацията на некондензирани Al3(Er,Zr) частици в зоната на нискотемпературния ламинарен поток - действащи като хетерогенни места на зародиш - води до образуването на фина равноосна зона на зърно в заваръчния шев; обратно, отсъствието на такива частици в центъра на заваръчния шев води до образуването на груба колонна зърнеста структура.
(2) Чрез прилагането на сканираща пръстеновидна лазерна точкова технология беше постигнато равномерно разпределение на частиците Al3(Er,Zr) в заваръчния метал. Енергичното движение на ключалката насърчава потока от стопилка, като по този начин измества отделените частици към центъра на заваръчния шев. Комбинацията от равномерно разпределение на частиците и разширена зона на подохлаждане колективно улеснява усъвършенстването на заваръчния метал в напълно равноосна зърнеста структура. (3) Възползвайки се от ефектите на укрепване на фини-зърна и утаяване, оптималното съединение показа отлични механични свойства, постигайки якост на опън от 389 ± 1 MPa-еквивалентно на 93,3% от якостта на основния метал.
