Stopy Al-Mg-Er-Zr, charakteryzujące się wyjątkową wytrzymałością i stabilnością termiczną, stanowią wysoce obiecujące materiały kandydujące dla przemysłu stoczniowego. Jednakże w przypadku stosowania-wysokowydajnych technik spawania laserowego do łączenia tego materiału, niestopione cząstki wzmacniające Al₃(Er,Zr) mają tendencję do segregacji w spoinie; jednocześnie tworzą się nieciągłe obszary drobnych ziaren równoosiowych i ziaren kolumnowych, co powoduje zmniejszenie wytrzymałości złącza. Aby rozwiązać problem segregacji osadów i uzyskać w pełni równoosiową mikrostrukturę spoiny, w tym badaniu zastosowano technikę spawania laserowego obejmującą poprzecznie skanowaną, regulowaną pierścieniową plamkę wiązki. Mieszanie w roztopionym jeziorku wypiera niestopione cząstki Al₃(Er, Zr) z linii wtopienia w kierunku środka spoiny, podczas gdy bardziej równomierny rozkład temperatury jednocześnie hamuje wzrost ziaren kolumnowych. Ostatecznie równomierny rozkład cząstek Al₃(Er,Zr), działający w synergii ze zwiększonym przechłodzeniem w jeziorku stopionego, skutecznie udoskonala mikrostrukturę. Powstałe złącza spawane wykazują doskonałe właściwości mechaniczne, osiągając wytrzymałość na rozciąganie 389 ± 1 MPa-co odpowiada 93,3% wytrzymałości metalu nieszlachetnego.
Główne wnioski: Dzięki zastosowaniu technologii laserowego spawania punktowego-pierścieniowego ze skanowaniem poprzecznym-w badaniu tym pomyślnie osiągnięto synergistyczną regulację zarówno mikrostruktury, jak i wytrzymałości mechanicznej złączy Al-6Mg-0.1Er-0.1Zr. Główne wnioski są następujące: (1) W konwencjonalnym spawaniu laserowym segregacja niestopionych cząstek Al₃(Er,Zr) w strefie przepływu laminarnego w niskiej temperaturze – działając jako heterogeniczne miejsca zarodkowania – prowadzi do powstania strefy drobnych, równoosiowych ziaren w spoinie; i odwrotnie, brak takich cząstek w środku spoiny powoduje powstanie gruboziarnistej struktury słupowo-ziarnistej.
(2) Dzięki zastosowaniu skaningowej technologii pierścieniowego lasera punktowego uzyskano równomierny rozkład cząstek Al₃(Er,Zr) w metalu spoiny. Energiczny ruch dziurki od klucza sprzyjał przepływowi jeziorka, przemieszczając w ten sposób posegregowane cząstki w kierunku środka spoiny. Połączenie równomiernego rozkładu cząstek i rozszerzonej strefy przechłodzenia łącznie ułatwiło rozdrobnienie metalu spoiny w celu uzyskania w pełni równoosiowej struktury ziaren. (3) Dzięki efektowi wzmocnienia drobnoziarnistego-i wzmocnienia wydzieleniowego optymalne złącze wykazywało doskonałe właściwości mechaniczne, osiągając wytrzymałość na rozciąganie na poziomie 389 ± 1 MPa-, co odpowiada 93,3% wytrzymałości metalu nieszlachetnego.
