AZ31 마그네슘 합금과 6061 알루미늄 합금을 용접하기 위해 Ti 포일을 첨가한 마그네슘-알루미늄 랩 조인트와 마그네슘/알루미늄 중간층의 레이저 용접 기술을 제안하고, 그 효과에 따라 마그네슘/알루미늄 조인트의 조직 및 특성을 조사합니다. Ti 포일 레이저. 결과는 Ti-foil을 첨가하면 레이저 용접 공정에서 효과적인 Mg/Al 접합을 달성할 수 있으며 Mg/Al 접합의 전단 강도(선 강도)가 58 N/mm에 도달하고 용융 풀 형태가 변경됨을 보여줍니다. Ti-foil이 없는 "V" 모양에서 Ti-foil이 있는 "와인잔 모양"까지. 용융 풀의 모양은 Ti 포일이 없는 "V" 모양에서 Ti 포일이 있는 "컵 모양"으로 변경됩니다. Ti 포일의 두께가 증가함에 따라 Mg/Al 접합의 용융 풀 깊이가 증가하고 기판의 알루미늄 측 근처의 Ti 포일이 부분적으로 녹고 Ti 원소가 용융 풀에 분포하여 Ti3Al 화합물을 형성합니다. ; Ti 호일을 첨가하면 마그네슘과 알루미늄 사이의 직접적인 접촉을 억제하고 Mg와 Al이 반응하여 부서지기 쉬운 Mg/Al 화합물을 형성하는 것을 방지하므로 Ti 호일을 추가하면 어느 정도 차단 효과가 있지만 Ti 호일은 열전도율이 낮고 레이저 열원에서 멀리 떨어져 있습니다. 그러나 Ti 포일의 열전도율이 낮고 레이저 열원에서 멀리 떨어져 있으며 Ti 포일의 용융이 불완전하여 Ti 포일과 모재와의 결합을 개선할 필요가 있습니다.
재료과학의 급속한 발전으로 항공우주공학 기술 분야에서는 경금속(알루미늄, 마그네슘, 티타늄), 경량 및 고강도 세라믹 및 세라믹 복합재, C/C 복합재 등이 점점 더 대중화되고 있으며, 복합 구조 부품을 형성하기 위해 알루미늄 합금과 티타늄 합금 또는 마그네슘 합금을 용접해야 하는 필요성이 점점 더 시급해지고 있습니다. 레이저 용접은 고에너지 빔을 이용해 재료를 빠르게 녹이는 동시에 응고시키는 접합 기술로 최근 급속히 발전하고 있는 접합 기술이다. 열 입력이 적고 용접 후 변형이 적으며 용접 시간이 짧고 효율이 높기 때문에 이종 재료 연결에 매우 적합합니다. 그러나 마그네슘/알루미늄 이종 금속 용접의 레이저 용접 방법을 사용하면 마그네슘/알루미늄 융점 차이가 작기 때문에 두 액체 금속 접촉이 불가피하며 액체 상태 간의 반응 속도가 반응 속도보다 훨씬 빠릅니다. 고체 금속 사이의 Mg/Al 반응은 부서지기 쉬운 Mg/Al 화합물을 생성하기 쉽습니다. 이러한 화합물은 마그네슘/알루미늄 사이의 경계면을 형성할 뿐만 아니라 해당 영역 근처의 용융 풀의 경계면에도 들어가게 됩니다. 용접 조인트로 이어짐 이러한 화합물은 Mg/Al 경계면에서 형성될 뿐만 아니라 경계면 근처의 용융 풀 영역으로 들어가 용접 조인트의 취성 파괴를 일으키고 Mg/Al 조인트의 성능을 감소시킵니다. 부서지기 쉬운 Mg/Al 화합물의 형성은 융합 용접을 통한 마그네슘/알루미늄의 효율적이고 경제적인 접합에 대한 과제입니다.
국내외 연구자들이 Mg/Al 용접에 관한 탐색적 연구를 수행해 왔으며, 그 중 대표작으로는 Zhao Limin et al. 아연 중간층이 Mg/Al 원소가 서로 확산되는 것을 방지할 수 있다는 사실을 발견했습니다. Chang et al. Ni 호일을 사용한 Mg/Al 레이저 마찰 교반 용접에서 용접 조인트의 조직을 조사했습니다. Chen Ying은 Mg/Al 마찰 교반 랩 용접 조인트의 미세 구조 및 특성을 조사했으며 Chen Ying의 형성이 Mg/Al 마찰 교반 랩 용접 조인트의 미세 구조 및 특성을 연구하고 Mg17Al12 화합물의 형성이 조인트 특성을 향상시키는 것을 발견했습니다. ; Qi et al. 연강박 중간층을 추가하여 Mg/Al 겹침 용접을 수행한 결과 접합 전단강도는 중간층의 두께에 따라 달라지며, 박 두께가 증가함에 따라 전단강도는 증가했다가 감소하는 것으로 나타났습니다. Liu 및 Gao et al. 중간층을 추가하여 Mg/Al 레이저 복합 용접을 수행한 결과 Zn, Ce 및 Ti가 취성 Mg/Al 화합물 생성을 억제하는 효과가 있음을 발견했습니다. Zn, Ce, Ti의 역할은 모두 취성 Mg/Al 화합물의 생성을 억제하는 효과가 있는데, 그 중 녹는점과 끓는점이 높은 Ti가 취성 Mg/Al 화합물의 생성을 억제하는 효과가 더 우수하지만, 그 메커니즘은 분명하지 않다; Ma Yuchenget al. Ni 중간층을 추가한 알루미늄/강철 랩 용접의 타당성을 조사했습니다. 왕 외. Ni 중간층을 첨가한 마그네슘/알루미늄의 레이저-아크 복합 융합 용접을 수행하여 융합 영역에서 금속간 화합물의 상 조성을 발견했습니다. Khodabakhshi et al. AZ31 마그네슘 합금 판과 6022 알루미늄 합금을 Ni 포일과 함께 진동 레이저 용접을 수행한 결과 레이저 빔의 진동이 접합부 균열 형성을 감소시키고 용융 풀 내부의 혼합을 향상시키며 Ni 포일을 첨가하면 Mg의 반응을 더 잘 억제한다는 것을 발견했습니다. 및 Al을 사용하여 부서지기 쉬운 Mg/Al 화합물을 형성하고; Li Mingfeng et al. AZ31B 마그네슘 합금판과 알루미늄 합금을 금속박과 함께 초음파 용접을 수행했습니다. Li Mingfeng et al. 금속 호일을 추가하여 AZ31B 마그네슘 합금판과 알루미늄 합금을 초음파 용접한 결과, Cu 호일을 추가하면 Mg/Al 화합물의 형성이 방지되고 Mg/Cu 파손 표면의 대부분이 매끄러워지는 것을 발견했습니다. Zhang Shumaiet al. Ni 포일을 첨가한 마그네슘 합금/알루미늄 합금의 레이저 용접을 수행한 결과, Ni 포일을 첨가하면 알루미늄에서 마그네슘욕으로의 Al 확산이 제한되고 Al과 Mg의 반응이 감소하여 부서지기 쉬운 Mg/A가 생성되는 것을 발견했습니다. Al 화합물과 접합 풀 영역에서 Ni와 Al의 반응으로 AlNi와 AlNi가 생성되었습니다. 또한, 조인트 풀 영역의 Ni는 Al과 반응하여 AlNi 및 Al3Ni와 같은 Al-Ni 화합물을 생성합니다. Penget al. Ag 포일을 첨가한 마그네슘 합금과 알루미늄 합금의 초음파 용접을 수행한 결과 Ag 포일이 Mg 및 Al과 상호 작용하여 부서지기 쉬운 Mg/Al 화합물의 생성을 억제하고 Mg/Al 계면이 Mg/Ag로 대체되는 것을 발견했습니다. 및 Al/Ag 인터페이스. Mg/Al 용접에 대한 기존 연구 결과에 따르면 Mg/Al 접합 성능에 영향을 미치는 핵심 요소는 취성 Mg/Al 화합물입니다. Mg/Al 접합의 특성을 개선하기 위해 Mg/Al 화합물의 형성은 주로 용접 공정 매개변수의 최적화와 첨가 재료의 사용에 의해 영향을 받습니다. 액체 마그네슘/알루미늄은 반응하여 부서지기 쉬운 Mg/Al 화합물을 형성하고 접합 특성을 저하시키기 쉽다는 문제를 고려하여, 본 논문에서는 마그네슘-알루미늄 중첩 및 마그네슘 사이에 Ti 포일을 추가하는 레이저 용접 기술을 제안합니다. AZ31 마그네슘 합금 및 6061 알루미늄 합금을 용접하기 위한 알루미늄 층 및 티타늄 포일 레이저의 작용에 따른 마그네슘/알루미늄 용접 조인트의 조직 및 특성을 연구하는 연구 결과가 산업 발전에 도움이 될 것으로 기대됩니다. 항공우주 제조 분야에서 서로 다른 재료로 만들어진 복합 구조 부품의 개발. 이번 연구 결과는 항공우주 제조 분야에서 이종 복합 구조 부품의 적용을 촉진하기 위한 새로운 아이디어를 제공할 것으로 기대된다.
AZ31 마그네슘 합금 및 6061 알루미늄 합금은 마그네슘-알루미늄 경계면의 레이저 용접 기술을 사용하고 마그네슘/알루미늄 층 사이에 Ti 포일을 추가하여 용접하여 Ti 포일의 작용에 따른 마그네슘/알루미늄 융합 용접 조인트의 구조와 특성을 연구했습니다. -레이저이며, 주요 결론은 다음과 같다.
(1) 레이저 출력 1600-1700W, 용접 속도 1200mm/min, 레이저 헤드 편향 20도, 디포커스 제로, 사이드 블로잉 및 백블로잉용 Ar 보호가스 사용 공정 조건 보호, Ti 호일 추가로 마그네슘/알루미늄의 효과적인 연결을 달성할 수 있으며 마그네슘/알루미늄 조인트는 58 N/mm의 전단 강도(선 강도)에 도달할 수 있습니다.
(2) Ti 포일을 추가하면 용융 풀 형태가 Ti 포일이 없는 "V" 모양에서 Ti 포일이 있는 "와인 잔" 모양으로 변경됩니다. Ti 포일의 두께가 증가함에 따라 마그네슘/알루미늄 접합부의 용융 풀 깊이가 증가하고 기판의 알루미늄 측 근처의 포일이 부분적으로 녹고 Ti 원소가 용융 풀 내부에 분포됩니다. Ti 원소는 용융 풀 내부에 분포되어 Ti3Al 화합물이 형성됩니다.
(3) Ti 포일의 첨가는 마그네슘과 알루미늄 사이의 직접적인 접촉을 억제하고 Mg와 Al이 반응하여 부서지기 쉬운 Mg/Al 화합물을 형성하는 것을 방지합니다. Ti 포일을 첨가하면 장벽 효과가 있지만 Ti 포일의 열전도율이 상대적으로 낮고 레이저 열원에서 멀리 떨어져 있으므로 Ti 포일의 용융이 불완전하고 Ti 포일과 Ti 포일의 결합이 이루어지지 않습니다. 기본 재료를 개선해야합니다.
