01 Paper Introduction Wire arc additive manufacturing (WAAM) av låg-magnesiumlegeringar har länge begränsats av otillräcklig styrka, främst på grund av svårigheten att tillverka specialiserade trådar med högt legeringsinnehåll. Den här studien föreslår en laser-assisterad dubbel-tråds WAAM (laser-DWAAM) in-situ-legeringsstrategi, som framgångsrikt producerar en högåldrad-härdbar Mg-9Al-0.4Zn (AZ90) legering med renad{2}magnesiumbaserad{2}tråd hjälptråd av aluminium. Den optimerade AZ90-legeringen, efter åldringsbehandling, uppnådde en sträckgräns (YS)-ökning på cirka 80 MPa, och nådde slutligen omfattande egenskaper för YS. Större än eller lika med 185 MPa, slutlig draghållfasthet (UTS) Större än eller lika med 335 MPa, och töjning (EL) som är lika med 7%, AM eller AZ serie magnesiumlegeringar kända hittills. Kärnförstärkningsmekanismen ligger i bildningen av fler-Mg17Al12-utfällningar med hög-densitet, -, speciellt de med icke-basala orienteringar (vinklar på ~35 grader och 90 grader mot basplanet), som kan stifta basala dislokationer mycket högre än glidning med en effektivitet. Detta arbete öppnar en ny väg för additiv tillverkning av magnesiumlegeringar med högt legeringsinnehåll.
02 Fulltextöversikt Magnesiumlegeringar har betydande strategisk betydelse inom flygsektorn på grund av sin låga densitet och höga specifika hållfasthet. WAAM-teknologi, med sin höga avsättningseffektivitet och utmärkta säkerhet, anses vara den föredragna metoden för tillverkning av stora och komplexa magnesiumlegeringskomponenter. Men nuvarande WAAM-applikationer fokuserar huvudsakligen på låg-legerade magnesiumlegeringar som Mg-3Al-1Zn (AZ31), vars styrka är otillräcklig för höga-prestandakrav. Att öka aluminiuminnehållet är ett effektivt sätt att förbättra styrkan, men hög-aluminiumlegeringar har dålig plasticitet, vilket gör det svårt att tillverka kvalificerade svetstrådar. För att övervinna denna svetstrådsflaskhals utvecklade den här studien en laser-assisterad dubbel-trådsam-legeringsteknik för smältning på plats, som kringgick utmaningen med att producera höglegerade svetstrådar, och uppnådde tillverkningen av AZ90-legering med målsammansättningen genom exakt kontroll av den smälta poolen.
Men bimetallisk WAAM står inför utmaningar: skillnader i de fysikaliska egenskaperna hos olika material (såsom smältpunkter) kan leda till instabil droppöverföring, vilket resulterar i defekter såsom sammansättningsinhomogenitet och porositet. Den här studien introducerar innovativt ett laser-bågshybridenergifält, som syftar till att stabilisera droppöverföring, förbättra smältpoolens dynamik för att främja sammansättningshomogenisering och samtidigt mildra defektbildning. Genom systematiska experiment och mikro-mekanismanalys uppnår detta arbete framgångsrikt låg-defekt, höggradigt homogeniserad in-situ-tillverkning av AZ90-legering, och fokuserar på att klargöra det kvantitativa sambandet mellan mikrostrukturen efter åldringsförstärkning och mekaniska egenskaper, vilket tillhandahåller nyckelteknologier för styrning och styrning. WAAM magnesiumlegeringar med hög-prestanda.
Figur 3 illustrerar jämförelsen av makrostrukturen och den interna kvaliteten hos deponerade skikt under laser-assisterad och icke-laser-assisterad dubbel-tråds WAAM-processer (Laser-DWAAM och Non-laser DWAAM). De icke-laserstödda-proverna uppvisade tydliga utsprång i början av bågen, och optiska mikrofotografier av tvärsnittet{10} visade många porer längs avsättningsriktningen; däremot hade laser-DWAAM-proverna enhetlig väggtjocklek och nästan inga synliga porer i tvärsnittet. Denna skillnad demonstrerar intuitivt den betydande fördelen med att introducera lasersynergi: laserassistans stabiliserar markant droppöverföringsbeteendet och förbättrar effektivt avsättningens kvalitet och enhetlighet, vilket lägger en grund för tillverkning av högpresterande material.
