兰州激光加工对金属表面特性的影响

激光加工引发了关于改善材料表面性能的大量研究活动。以前的研究人员发现，金属合金的表面性能，如耐磨性和耐腐蚀性，由于与激光加工相关的快速凝固后的精细显微结构和富集的合金元素而显著提高。

为了在实际工程应用中将激光技术应用于大型表面部件，通常需要使用扫描激光束多次通过重叠相邻迹线以产生区域覆盖。人们早就意识到，激光束重叠可能在影响激光处理材料的最终表面性能方面发挥重要作用。

然而，到目前为止，还没有集中精力研究激光束重叠对熔池中凝固微观结构演化动力学的影响。本研究的目的是研究重叠轨迹如何影响扫描速度下激光熔化AZ91D镁合金的传热和液体流动、微观结构演变以及电化学行为。

所研究的材料是铸态AZ91D镁合金，其化学成分(wt%)：Al 8.97、Zn 0.78、Mn 0.31、Si 0.023、Cu 0.002、Ni 0.0005，其余为镁。从铸锭中取出 20 毫米 x 30 毫米 x 3 毫米的试样，用逐渐变细的 SiC 纸（180、400、800、1200、2400 和 4000 粒度）研磨，用酒精清洁，然后用 Lumonics JK702 Nd 照射：高纯氩气保护下的YAG激光系统（波长为1064 nm）。固定的激光参数为功率密度3.82 × 10²*² W/cm²，扫描速度10mm/s，频率100Hz，脉冲持续时间1 ms。激光加工过程中重叠率从25%到90%不等，如图1所示。该研究选取了四个标为E、F、G和H的试样，重叠率分别为25%、50%、75 % 和 90%。激光器在近 TEM00 模式下运行，光束散焦至直径为 1毫米（两个后续轨道之间的距离约为 500 微米）。