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Aperçu du papier
Due to its high specific strength and heat resistance, 2024 aluminum alloy is widely utilized in fields such as aerospace and rail transit for critical load-bearing components of medium-to-thick sections (>4 mm). Cependant, lorsque les méthodes traditionnelles de soudage au laser sont appliquées à de tels composants, la réflectivité élevée inhérente et la faible viscosité des alliages d'aluminium les rendent très sensibles aux problèmes de porosité et de fissuration-souvent déclenchés par les gradients de température et les instabilités des processus. Ceci conduit par conséquent à une dégradation des propriétés mécaniques des joints soudés, limitant ainsi le champ d'application de l'alliage. Bien que les technologies existantes puissent atténuer ces problèmes dans une certaine mesure, elles le font souvent au prix de sacrifier les avantages inhérents du soudage laser-en particulier, son adaptabilité environnementale et sa haute densité énergétique. Pour relever ce défi, cet article présente-pour la première fois-une nouvelle technique de soudage laser planétaire (PLW) et l'applique au soudage de plaques d'alliage d'aluminium d'épaisseur moyenne-à-. Cette technique combine ingénieusement un faisceau « planétaire », conçu pour le soudage par pénétration profonde, avec un faisceau « satellite », conçu pour remuer le bain de fusion. En contrôlant précisément le comportement dynamique du bain de fusion et l'évolution de sa microstructure, la technique vise à produire des joints soudés de haute-qualité et haute-performances, offrant ainsi une nouvelle perspective de recherche et une nouvelle voie technique pour surmonter les goulots d'étranglement de soudage actuels associés aux plaques d'alliage d'aluminium d'épaisseur moyenne-à-d'épaisseur.
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**Aperçu du texte intégral**
En raison de sa résistance spécifique exceptionnellement élevée, l'alliage d'aluminium 7075 constitue un matériau structurel essentiel dans des domaines tels que l'aérospatiale et les trains à grande vitesse. Cependant, son soudage présente des défis importants en matière de fissuration et de ramollissement des soudures ; les méthodes de soudage traditionnelles-y compris le soudage par friction malaxage-présentent des inconvénients distincts, et même le soudage par faisceau d'énergie-à haute énergie n'a pas réussi à résoudre le problème de la dégradation de la résistance. Le soudage laser pulsé à faible -cycle de service-est apparu comme une solution potentielle à ce problème, en raison de son faible apport de chaleur et de ses paramètres flexibles ; néanmoins, les mécanismes régissant l'évolution de la microstructure, l'initiation et la propagation des fissures lors du soudage au laser pulsé de l'alliage d'aluminium 7075 restent flous. Pour combler ce manque de connaissances, cette étude caractérise la microstructure typique des joints de soudure grâce à des expériences de soudage au laser pulsé à paramètres variables. De plus, sur la base d'un modèle de fissuration à l'état non-stationnaire-, une méthode quantitative d'évaluation de la susceptibilité aux fissures est proposée pour étudier les corrélations entre la morphologie des fissures, la susceptibilité et les paramètres de soudage. De plus, il est démontré que l'utilisation d'un fil d'apport de la même composition de matériau permet d'obtenir un soudage sans fissure-, suivi d'un test des propriétés mécaniques des joints. Cette recherche fournit un support à la fois théorique et expérimental pour réaliser un soudage de haute -qualité de l'alliage d'aluminium 7075.
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**Analyse illustrative**
La figure 1 présente une caractérisation typique de la microstructure du joint de référence D7, formé par le soudage laser pulsé de l'alliage d'aluminium 7075 ; il offre une vue multi-dimensionnelle de la morphologie des grains et des caractéristiques structurelles du joint soudé. En intégrant les techniques d'observation SEM et EBSD, la figure met en évidence les différences de structure des grains entre le métal de base et le cordon de soudure, tout en illustrant également la morphologie structurelle du cordon de soudure sur les plans horizontaux, transversaux et longitudinaux. Il révèle clairement les caractéristiques du cordon de soudure-à prédominance de grains colonnaires avec une présence clairsemée de grains équiaxiaux-comme des grains au centre-et affiche distinctement les lignes de refusion formées au cours du processus de soudage pulsé. En outre, la figure élucide l'influence régulatrice exercée par les variations du rapport entre le gradient de température et la vitesse de solidification sur la morphologie des grains du cordon de soudure, établissant ainsi une base microscopique pour des analyses ultérieures concernant les corrélations entre la microstructure de la soudure, le comportement à la fissuration et les propriétés mécaniques.
