سبائك المغنيسيوم، باعتبارها مادة هيكلية معدنية خفيفة الوزن مثالية، تتوافق مع مفهوم تطوير الوزن الحديث والحفاظ على الطاقة وتقليل الانبعاثات. تحظى آفاق تطبيقه في صناعات مثل الطيران والنقل والاتصالات الإلكترونية بتقدير متزايد. يتطلب الاستخدام الواسع النطاق لسبائك المغنيسيوم في مختلف المجالات أيضًا تطوير تكنولوجيا المعالجة، ويعتبر اللحام رابطًا رئيسيًا أساسيًا في تصنيع مقاطع سبائك المغنيسيوم وإصلاح عيوب الصب. ظلت مشكلة الاتصال بين سبائك المغنيسيوم والمعادن نفسها والمختلفة تحظى بالاهتمام في السنوات الأخيرة.
يتمتع اللحام بالليزر بالعديد من المزايا مقارنة بطرق اللحام الأخرى، مثل كثافة الطاقة العالية، والمعدات البسيطة، وكفاءة اللحام العالية، والإجهاد المتبقي المنخفض في المفاصل، والمنطقة المتأثرة بالحرارة الضيقة. لذلك، فهي تقنية واعدة للغاية لتوصيل مكونات سبائك المغنيسيوم. ومع ذلك، فإن البنية المجهرية للمفاصل الملحومة بالليزر من سبائك المغنيسيوم غالبًا ما تختلف بشكل كبير عن المعدن الأساسي، وتكون قوة الوصلات الملحومة أضعف بشكل عام من قوة المعدن الأساسي. يعد الكشف عن العلاقة بين البنية المجهرية والسلوك الميكانيكي للمفاصل الملحومة بالليزر أمرًا بالغ الأهمية لتحسين البنية المجهرية وعملية اللحام لسبائك المغنيسيوم، وتحقيق كفاءة مشتركة عالية.
بناءً على المشكلات المذكورة أعلاه، أجرى فريق البروفيسور Zeng Xiaoqin في جامعة Shanghai Jiao Tong بحثًا حول اللحام بالليزر لسبائك المغنيسيوم، واختار مقاطع سبائك المغنيسيوم AZ80 كموضوع للبحث. من خلال عملية لحام بالليزر معقولة، تم تحقيق كفاءة اتصال ممتازة (> 92%)، مما يكشف بشكل أكبر عن تطور البنية المجهرية للمفاصل الملحومة من سبائك المغنيسيوم ويوضح آلية تقوية المفاصل الملحومة من سبائك المغنيسيوم. ونشرت نتائج البحث في المجلة الدولية Scientific Reports تحت عنوان "حول البنية المجهرية غير المتجانسة وآليات التقوية في سبيكة المغنيسيوم AZ80 اللحام بالليزر". المؤلف الأول للورقة هو طالب الدكتوراه ليو يو، والمؤلفون المقابلون هم البروفيسور تسنغ شياو تشين، والدكتور وانغ جي، والدكتور تشو جاومينغ. وتشمل الوحدات المتعاونة أيضًا معهد هيلمهولتز زينتروم هيرون في ألمانيا، وشركة لينوفو (بكين) المحدودة، والجامعة الوطنية للتكنولوجيا في كوريا، والشركة الألمانية للإلكترونيات السنكروترونية (DESY) في ألمانيا.

يتكون المفصل الملحوم من سبائك المغنيسيوم AZ80 من منطقة اندماج (FZ)، ومنطقة متأثرة بالحرارة (HAZ)، ومادة أساسية (BM). تتكون منطقة المادة الأساسية من حبيبات متساوية ذات أحجام حبيبات صغيرة، مما يُظهر خصائص نسيج تشوه نموذجية. يكون اتجاه الحبوب في منطقة اللحام عشوائيًا، والبنية المجهرية مشابهة لتلك الخاصة بالصب الفعلي، مما يوضح خصائص الحبيبات المركزية المتساوية المحور والحبيبات العمودية الحافة. ويرجع ذلك إلى عملية التبلور والتصلب أثناء عملية اللحام. بالإضافة إلى ذلك، تم ترسيب التوزيع الشبكي المستمر لمرحلة Mg17Al12 في منطقة اللحام أثناء عملية التصلب. في الوصلة الملحومة بالليزر لسبائك المغنيسيوم AZ80، يتم تشكيل منطقة متأثرة بالحرارة بعرض حوالي 60 ميكرومتر بشكل واضح بين منطقة اللحام والمعدن الأساسي. حجم الحبوب في المنطقة المتأثرة بالحرارة يشبه حجم المادة الأساسية، لكن حدودها الحبيبية تعرضت للخشونة بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، ترسبت كمية كبيرة من طور Mg17Al12 الصغير والمشتت في المنطقة المتأثرة بالحرارة أثناء عملية اللحام.
تتميز الوصلة الملحومة لسبائك المغنيسيوم AZ80 بخصائص ميكانيكية ممتازة، مع قوة إنتاج تبلغ 202 ميجاباسكال وكفاءة لحام تصل إلى 92%. يُظهر تحليل البنية المجهرية باستخدام EPMA وEBSD جنبًا إلى جنب مع تقنية حيود الأشعة السينية لإشعاع السنكروترون أن الزيادة في مرحلة الترسيب وكثافة الخلع في المفصل الملحوم هي آلية التقوية الرئيسية لسبائك المغنيسيوم الملحومة بالليزر. إن التأثير المشترك لتقوية Orowan، وتعزيز التشوه غير المتجانس (HDI)، وتصلب الإجهاد يجعل الخواص الميكانيكية للمفاصل الملحومة المصنوعة من سبائك المغنيسيوم AZ80 مماثلة لتلك الخاصة بالمعادن الأساسية.