镁合金因其低密度、高比强度等优点成为极具潜力的轻质结构材料，而电弧增材制造（WAAM）技术为制备大型复杂镁合金构件提供了可能。然而，WAAM工艺固有的高热输入和复杂热循环易导致组织不均、缺陷等问题，严重影响其耐腐蚀性能。

为了改善这一问题，研究者们提出了激光辅助电弧复合增材制造（LAHAM）策略，通过引入辅助激光来调控熔池行为和微观组织。然而，辅助激光对WAAM镁合金腐蚀行为的影响规律及其内在机制尚不明确，限制了该技术的应用。

河北工业大学、昆明理工大学等单位在期刊Corrosion Science上发表了题为“Laser-assisted wire-arc additive manufacturing of Mg-Al-Ce-Mn-Ca alloy with enhanced corrosion resistance”的研究成果，系统地研究了不同激光功率下复合增材制造镁合金的微观组织与腐蚀行为。

图1：增材制造系统及取样位置示意图

图2：Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金标注区域的 SEM 图像及对应的 EDS 分析结果：(a-c) WAAM；(d-f) LAHAM-200 和 (g-i) LAHAM-500

图3：通过WAAM和LAHAM制造的Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金的XRD图谱

图4：WAAM制造的Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金中第二相的STEM-HAADF图像、SAED图谱和EDS信息

图5：Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金的EBSD结果及基于IPF的晶粒尺寸统计图：(a) WAAM；(b) LAHAM-200 和 (c) LAHAM-500

图6：Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金的XCT断层扫描图及相关等效缺陷直径：(a, b) WAAM；(c, d) LAHAM-200 和 (e, f) LAHAM-500

图7：WAAM和LAHAM制造的Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金在3.5 wt% NaCl溶液中的腐蚀性能：(a) 7天浸泡后基于析氢和失重测量的腐蚀速率；(b) 析氢曲线和(c) 实时析氢速率曲线

图8：WAAM和LAHAM制造的Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金在3.5 wt% NaCl溶液中浸泡(a, b) 1小时；(c, d) 8小时；(e, f) 16小时和(g, h) 24小时后的奈奎斯特图和波特图

图9：(a) 用于拟合过程的等效电路和 (b) 拟合的膜电阻Rf随浸泡时间的变化

图10：Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金在24小时浸泡期间的截面SEM图像：(a) WAAM；(b) LAHAM-200 和 (c) LAHAM-500

图11：WAAM和LAHAM制造的Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金在3.5 wt% NaCl溶液中浸泡24小时后的极化曲线：(a) 阳极支和 (b) 阴极支

图12：Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金在24小时浸泡后去除腐蚀产物前后的表面形貌：(a, b) WAAM；(c, d) LAHAM-200 和 (e, f) LAHAM-500

图13：Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金在7天浸泡后的表面形貌及沿标记虚线的深度剖面图：(a-c) WAAM；(d-f) LAHAM-200 和 (g-i) LAHAM-500

图14：WAAM制造的Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金的SEM图像及标记区域的相应EDS结果：(a-d) 腐蚀前和 (e-g) 腐蚀后

图15：Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金在24小时浸泡并去除腐蚀产物后的表面形貌：(a, b) WAAM；(c, d) LAHAM-200 和 (e, f) LAHAM-500

图16：Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金在3.5 wt% NaCl溶液中浸泡30秒前后的准原位EBSD结果：(a-d) WAAM；(e-h) LAHAM-200 和 (i-l) LAHAM-500

图17：由图5中Mg-0.7Al-0.6Ce-0.5Mn-0.5Ca合金的EBSD结果得出的KAM图及相应的统计分布：(a) WAAM；(b) LAHAM-200；(c) LAHAM-500 和 (d) KAM值的静态图表

1.WAAM制造的合金缺陷中存在雪花状枝晶第二相，成为局部腐蚀的优先点。引入辅助激光能有效减少第二相的总体分数、缺陷尺寸和孔隙率，从而减轻局部腐蚀，提高耐腐蚀性。

2.晶粒尺寸对激光功率高度敏感。200W的激光能显著细化晶粒，平均晶粒尺寸从约134.4μm减小到约74.8μm。晶粒细化有助于形成更稳定和保护性更强的表面膜，从而增强了LAHAM-200合金的耐腐蚀性。

3.过高热输入（如500W激光）引起的高残余应力对腐蚀性能有害。准原位EBSD结果显示，晶体取向和残余应力协同决定了局部腐蚀的萌生。LAHAM-500合金中具有非基面取向和高残余应力的粗大晶粒成为局部腐蚀的优先位置，导致腐蚀速率增加至2.61 mm/y。

4.在WAAM工艺中引入适度的辅助激光是一种提高增材制造镁合金耐腐蚀性的有效策略，在3.5wt% NaCl溶液中实现了1.37mm/y的腐蚀速率。这归因于缺陷尺寸、孔隙率、第二相数量和晶粒尺寸的协同减小，从而减轻了局部腐蚀并增强了表面膜的保护性。