01
Обзор бумаги
Due to its high specific strength and heat resistance, 2024 aluminum alloy is widely utilized in fields such as aerospace and rail transit for critical load-bearing components of medium-to-thick sections (>4 мм). Однако когда к таким компонентам применяются традиционные методы лазерной сварки, присущие алюминиевым сплавам высокая отражательная способность и низкая вязкость делают их очень восприимчивыми к проблемам пористости и растрескивания-, которые часто возникают из-за температурных градиентов и нестабильности процесса. Следовательно, это приводит к ухудшению механических свойств сварных соединений, что ограничивает область применения сплава. Хотя существующие технологии могут в некоторой степени смягчить эти проблемы, они часто делают это за счет принесения в жертву присущих лазерной сварке преимуществ,-в частности, ее адаптируемости к окружающей среде и высокой плотности энергии. Чтобы решить эту проблему, в данной статье-впервые-представляется новая технология планетарной лазерной сварки (PLW) и применяется она для сварки пластин из алюминиевых сплавов средней-и-толщины. Этот метод изобретательно сочетает в себе «планетарный» луч, предназначенный для сварки с глубоким проплавлением, и «спутниковый» луч, предназначенный для перемешивания ванны расплава. Благодаря точному контролю динамического поведения расплавленной ванны и эволюции ее микроструктуры этот метод направлен на получение высококачественных, высокоэффективных-сварных соединений, тем самым предлагая новую исследовательскую перспективу и технический путь для преодоления текущих узких мест в сварке, связанных с пластинами из алюминиевых сплавов средней-до-толщины.
02
**Полный текстовый обзор**
Благодаря своей исключительно высокой удельной прочности алюминиевый сплав 7075 служит важнейшим конструкционным материалом в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и высокоскоростной-железнодорожный транспорт. Однако его сварка представляет собой серьезные проблемы, связанные с растрескиванием и размягчением сварного шва; традиционные методы сварки,-включая сварку трением с перемешиванием,-обладают явными недостатками, и даже сварка с использованием высокоэнергетического-лучевого луча не смогла решить проблему снижения прочности. Импульсная лазерная сварка с малым -мощностью-циклом стала потенциальным решением этой проблемы благодаря низкому погонному теплу и гибким параметрам; тем не менее, механизмы, определяющие эволюцию микроструктуры, зарождение и распространение трещин при импульсной лазерной сварке алюминиевого сплава 7075, остаются неясными. Чтобы восполнить этот пробел в знаниях, данное исследование характеризует типичную микроструктуру сварных соединений с помощью экспериментов по импульсной лазерной сварке с переменными параметрами. Кроме того, на основе не-нестационарной-модели растрескивания предлагается количественный метод оценки склонности к растрескиванию для исследования корреляции между морфологией трещин, восприимчивостью и параметрами сварки. Кроме того, было продемонстрировано, что использование присадочной проволоки из того же состава материала обеспечивает сварку без трещин-с последующим испытанием механических свойств соединений. Это исследование обеспечивает как теоретическую, так и экспериментальную поддержку достижения высокого-качества сварки алюминиевого сплава 7075.
03
**Иллюстративный анализ**
На рис. 1 представлена типичная характеристика микроструктуры эталонного соединения Д7, полученного импульсной лазерной сваркой алюминиевого сплава 7075; он предлагает многомерное-представление морфологии зерен и структурных характеристик сварного соединения. Благодаря интеграции методов наблюдения SEM и EBSD на рисунке показаны различия в зеренной структуре между основным металлом и сварным швом, а также иллюстрируется структурная морфология сварного шва в горизонтальной, поперечной-секционной и продольной плоскостях. На нем отчетливо выявляются характерные особенности сварного шва-преимущественно столбчатые зерна с редким присутствием равноосных -подобных зерен в центре-и отчетливо видны линии переплава, образующиеся в процессе импульсной сварки. Кроме того, на рисунке поясняется регулирующее влияние, оказываемое изменениями соотношения градиента температуры и скорости затвердевания на морфологию зерен сварного шва, тем самым создавая микроскопическую основу для последующего анализа корреляций между микроструктурой сварного шва, поведением растрескивания и механическими свойствами.
