激光加工引發(fā)了關(guān)于改善材料表面性能的大量研究活動。以前的研究人員發(fā)現(xiàn)，金屬合金的表面性能，如耐磨性和耐腐蝕性，由于與激光加工相關(guān)的快速凝固后的精細(xì)顯微結(jié)構(gòu)和富集的合金元素而顯著提高。

為了在實(shí)際工程應(yīng)用中將激光技術(shù)應(yīng)用于大型表面部件，通常需要使用掃描激光束多次通過重疊相鄰跡線以產(chǎn)生區(qū)域覆蓋。人們早就意識到，激光束重疊可能在影響激光處理材料的最終表面性能方面發(fā)揮重要作用。

然而，到目前為止，還沒有集中精力研究激光束重疊對熔池中凝固微觀結(jié)構(gòu)演化動力學(xué)的影響。本研究的目的是研究重疊軌跡如何影響掃描速度下激光熔化AZ91D鎂合金的傳熱和液體流動、微觀結(jié)構(gòu)演變以及電化學(xué)行為。

所研究的材料是鑄態(tài)AZ91D鎂合金，其化學(xué)成分(wt%)：Al 8.97、Zn 0.78、Mn 0.31、Si 0.023、Cu 0.002、Ni 0.0005，其余為鎂。從鑄錠中取出 20 毫米 x 30 毫米 x 3 毫米的試樣，用逐漸變細(xì)的 SiC 紙（180、400、800、1200、2400 和 4000 粒度）研磨，用酒精清潔，然后用 Lumonics JK702 Nd 照射：高純氬氣保護(hù)下的YAG激光系統(tǒng)（波長為1064 nm）。固定的激光參數(shù)為功率密度3.82 × 10²*² W/cm²，掃描速度10mm/s，頻率100Hz，脈沖持續(xù)時(shí)間1 ms。激光加工過程中重疊率從25%到90%不等，如圖1所示。該研究選取了四個(gè)標(biāo)為E、F、G和H的試樣，重疊率分別為25%、50%、75 % 和 90%。激光器在近 TEM00 模式下運(yùn)行，光束散焦至直徑為 1毫米（兩個(gè)后續(xù)軌道之間的距離約為 500 微米）。