Les alliages Al-Mg-Er-Zr, caractérisés par leur résistance et leur stabilité thermique supérieures, représentent des matériaux candidats très prometteurs pour l'industrie de la construction navale. Cependant, lors de l'utilisation de techniques de soudage laser à haute efficacité pour assembler ce matériau, les particules de renforcement Al₃ (Er, Zr) non fondues ont tendance à se ségréguer dans le cordon de soudure ; simultanément, des régions discontinues de grains fins équiaxes et de grains colonnaires se forment, entraînant une réduction de la résistance des joints. Pour résoudre le problème de la ségrégation des précipités et obtenir une microstructure de soudure entièrement équiaxe, cette étude utilise une technique de soudage au laser comportant un point de faisceau annulaire réglable à balayage transversal. L'action d'agitation au sein du bain fondu déplace les particules d'Al₃(Er,Zr) non fondues de la ligne de fusion vers le centre de soudure, tandis qu'une répartition plus uniforme de la température inhibe simultanément la croissance des grains en colonne. En fin de compte, la distribution uniforme des particules d’Al₃(Er,Zr), agissant en synergie avec le sous-refroidissement accru au sein du bain fondu, affine efficacement la microstructure. Les joints soudés résultants présentent d'excellentes propriétés mécaniques, atteignant une résistance à la traction de 389 ± 1 MPa-équivalent à 93,3 % de la résistance du métal de base.
Principales conclusions : Grâce à l'application de la technologie de soudage par points laser annulaire à balayage transversal-, cette étude a réussi à réaliser la régulation synergique de la microstructure et de la résistance mécanique des joints Al-6Mg-0,1Er-0,1Zr. Les principales conclusions sont les suivantes : (1) Dans le soudage laser conventionnel, la ségrégation des particules d'Al₃(Er,Zr) non fondues dans la zone d'écoulement laminaire à basse température, agissant comme des sites de nucléation hétérogènes, conduit à la formation d'une fine zone de grains équiaxés dans le cordon de soudure ; à l'inverse, l'absence de telles particules au centre de la soudure entraîne la formation d'une structure à gros grains colonnaires.
(2) Grâce à l'application de la technologie de point laser annulaire à balayage, une distribution uniforme des particules d'Al₃(Er,Zr) dans le métal fondu a été obtenue. Le mouvement vigoureux du trou de serrure favorisait l'écoulement du bain de fusion, déplaçant ainsi les particules ségréguées vers le centre de la soudure. La combinaison d'une distribution uniforme des particules et d'une zone de sous-refroidissement élargie a collectivement facilité le raffinement du métal fondu en une structure de grains entièrement équiaxée. (3) Bénéficiant des effets du renforcement des grains fins-et du renforcement par précipitation, le joint optimal a présenté d'excellentes propriétés mécaniques, atteignant une résistance à la traction de 389 ± 1 MPa-équivalent à 93,3 % de la résistance du métal de base.
