南航团队振荡激光-CMT混合焊接Mg-Al-Zn合金研究取得新进展

近日,国际期刊《Journal of Magnesium and Alloys》(JMA,影响因子14.1)在线发表南京航空航天大学等团队的研究成果,采用振荡激光-冷金属过渡(CMT)混合焊接工艺制备Mg-Al-Zn合金接头,系统研究了接头的微观组织特征与断裂失效行为。

新型高强韧耐蚀镁合金的焊接性,对评估其综合性能并推动其在下一代导弹结构等领域的应用至关重要。研究团队通过拉伸试验过程的原位观察,阐明了裂纹从萌生到最终断裂的完整扩展轨迹,揭示了微观组织演变对拉伸性能及断裂失效行为的影响机制。

结果表明,8字形和圆形振荡模式对微观组织的细化和均匀化影响最为显著。在无振荡条件下,裂纹萌生后突然进入加速阶段,导致稳定扩展区显著减小;而在圆形振荡条件下,裂纹扩展表现出更优的稳定性,加速起始延迟且扩展速率降低,材料表现出更强的塑性协调能力。

力学性能方面,常规激光-CMT复合接头通常表现出较差的力学性能,而通过振荡激光-CMT复合焊接工艺制备的Mg-Al-Zn合金接头,其拉伸强度得到显著提升。具体而言,在8字形振荡模式下,接头强度达到峰值268 MPa,相对于无激光振荡的接头提高了7.6%。

该研究由南京航空航天大学、上海交通大学、新加坡国立大学等多所高校及科研机构合作完成,相关论文已在线发表于Journal of Magnesium and Alloys。