一、鎂合金怎么焊接

鎂合金是一種輕質高強的材料，應用廣泛，使用鎂合金材料時，通常需要進行焊接，鎂合金焊接的(de)方法主要(yao)有：

1、電弧焊

鎂和(he)氧(yang)的親和(he)力(li)大，且(qie)空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的N2和(he)CO2也容易與(yu)鎂反應生成(cheng)氮化(hua)(hua)物、碳化(hua)(hua)物而(er)導致接(jie)頭(tou)力(li)學性(xing)能下降，因而(er)傳統的無氣(qi)(qi)(qi)體(ti)保(bao)(bao)護(hu)電(dian)弧焊不適合(he)焊接(jie)鎂合(he)金(jin)(jin)。為了保(bao)(bao)證焊縫(feng)質(zhi)量，焊接(jie)鎂合(he)金(jin)(jin)時(shi)必須采用氬氣(qi)(qi)(qi)等(deng)惰性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)保(bao)(bao)護(hu)，避免熔(rong)池(chi)與(yu)空氣(qi)(qi)(qi)（尤其是(shi)氧(yang)）接(jie)觸(chu)。鎢極(ji)氬弧焊和(he)熔(rong)化(hua)(hua)極(ji)氬弧焊是(shi)用于鎂合(he)金(jin)(jin)焊接(jie)的主要(yao)電(dian)弧焊方(fang)法。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊是焊接鎂合金最常用(yong)的(de)(de)焊接方法(fa)，它(ta)是在惰性(xing)(xing)氣(qi)體的(de)(de)保護下，利用(yong)電弧(hu)熱(re)熔化母材和(he)填(tian)充金屬。直流電源焊接時(shi)要采用(yong)反極(ji)性(xing)(xing)接法(fa)，以便利用(yong)陰極(ji)霧(wu)化作(zuo)用(yong)破壞、除去母材表面上的(de)(de)氧化膜，減少或避免焊縫(feng)中的(de)(de)氧化物夾雜。氬(ya)弧(hu)焊的(de)(de)熱(re)影響區尺寸及變形比(bi)較小，焊縫(feng)的(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)和(he)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)也比(bi)較高。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)相比，熔(rong)化極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)速度(du)快，生產率高(gao)，全自動焊(han)(han)速度(du)高(gao)，不過由于熔(rong)融鎂(mei)的表面張(zhang)力(li)小，電極(ji)絲前(qian)端的熔(rong)滴(di)(di)難以脫離且焊(han)(han)接(jie)電流(liu)過高(gao)時(shi)熔(rong)滴(di)(di)爆炸蒸發(fa)造成飛濺。

（3）等離子弧焊

等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)是一種受(shou)到約束(shu)的(de)(de)非自由電(dian)(dian)弧(hu)(hu)，也(ye)稱壓縮電(dian)(dian)弧(hu)(hu)，其(qi)溫度(du)和能量密度(du)都顯著(zhu)高于普(pu)通電(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)，穿透力較強，適(shi)合(he)(he)(he)于厚板與(yu)弧(hu)(hu)長要求(qiu)較大的(de)(de)場合(he)(he)(he)。采用等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)焊(han)焊(han)接鎂合(he)(he)(he)金(jin)時，可(ke)以在背面(mian)(mian)無(wu)墊(dian)板的(de)(de)情(qing)況下實現(xian)厚板對接的(de)(de)一次(ci)全焊(han)透，且(qie)焊(han)縫表(biao)面(mian)(mian)光滑，表(biao)現(xian)出(chu)良好的(de)(de)疲勞(lao)力學性能。有研(yan)究表(biao)明鎂合(he)(he)(he)金(jin)變(bian)極性等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)焊(han)的(de)(de)可(ke)調焊(han)接參數(shu)區間(jian)比較窄，且(qie)參數(shu)變(bian)化(hua)的(de)(de)影響較大。

2、氣焊

氣(qi)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)熱源是火焰（氧和燃(ran)氣(qi)混合燃(ran)燒形成(cheng)），熱量不(bu)集中，焊(han)(han)(han)件(jian)被加熱區(qu)(qu)較寬，容(rong)(rong)易在(zai)接頭區(qu)(qu)導致較大(da)的(de)(de)(de)(de)收縮應力(li)，形成(cheng)裂紋等缺陷。同時(shi)殘留在(zai)焊(han)(han)(han)縫中的(de)(de)(de)(de)助(zhu)焊(han)(han)(han)劑容(rong)(rong)易產(chan)生夾渣和發生腐(fu)蝕，因而氣(qi)焊(han)(han)(han)主要用(yong)(yong)于沒有合適(shi)熔焊(han)(han)(han)設(she)備的(de)(de)(de)(de)現場或不(bu)太重要的(de)(de)(de)(de)薄板構件(jian)以及(ji)鑄件(jian)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)補。鎂及(ji)鎂合金(jin)(jin)氣(qi)焊(han)(han)(han)可選用(yong)(yong)QJ401助(zhu)焊(han)(han)(han)劑，試驗表(biao)明(ming)，該熔劑工藝性尚好，但(dan)對(dui)鎂的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕性強，焊(han)(han)(han)后應徹底清理干凈。厚度小于3mm的(de)(de)(de)(de)鎂合金(jin)(jin)件(jian)焊(han)(han)(han)接時(shi)，氣(qi)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬(ju)和焊(han)(han)(han)絲(si)應作縱向運(yun)動(dong)，不(bu)宜采用(yong)(yong)橫向擺動(dong)。焊(han)(han)(han)件(jian)厚度較大(da)時(shi)，允許氣(qi)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬(ju)和焊(han)(han)(han)絲(si)略作橫向擺動(dong)。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電子(zi)(zi)束(shu)的(de)(de)能量密度高，穿透力很強，具有(you)焊(han)接(jie)速(su)度快，熱輸入少(shao)，焊(han)道寬度及熱影響區窄，焊(han)道熔(rong)深(shen)大，變形小(xiao)，焊(han)縫(feng)純潔度高等(deng)優點。焊(han)接(jie)鎂合(he)(he)金(jin)(jin)時在(zai)電子(zi)(zi)束(shu)下(xia)方會立刻產(chan)生鎂蒸氣(qi)，熔(rong)融金(jin)(jin)屬隨即(ji)進入所產(chan)生的(de)(de)小(xiao)孔(kong)(kong)中(zhong)。由于鎂合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熔(rong)點低(di)、蒸氣(qi)壓高，因而所生成(cheng)(cheng)的(de)(de)小(xiao)孔(kong)(kong)也比其他(ta)的(de)(de)金(jin)(jin)屬要(yao)大，容易在(zai)焊(han)縫(feng)根部形成(cheng)(cheng)氣(qi)孔(kong)(kong)，因此要(yao)求有(you)一套精確的(de)(de)操作工藝以防(fang)止(zhi)氣(qi)孔(kong)(kong)與過(guo)熱。焊(han)接(jie)過(guo)程中(zhong)電子(zi)(zi)束(shu)的(de)(de)周(zhou)向擺動和聚焦點位置的(de)(de)調節有(you)利于消(xiao)除氣(qi)孔(kong)(kong)，獲得優質焊(han)縫(feng)。

（2）激光焊

激(ji)光焊(han)是利用高能量密(mi)度(du)激(ji)光束作為熱源(yuan)進(jin)行(xing)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)一種(zhong)高效精密(mi)加工(gong)方(fang)法。與(yu)其他熔(rong)焊(han)方(fang)法相比，激(ji)光焊(han)具有能量密(mi)度(du)高，熱輸入(ru)少，接(jie)(jie)(jie)(jie)頭區殘余應(ying)力和(he)變形(xing)小，熔(rong)化區和(he)熱影響區窄(zhai)，熔(rong)深(shen)大(da)、焊(han)縫(feng)組織細小、接(jie)(jie)(jie)(jie)頭性(xing)能好等(deng)優點(dian)。此(ci)外激(ji)光焊(han)不需(xu)要真空條件(jian)(jian)，保護氣(qi)體(ti)種(zhong)類及壓力范圍可方(fang)便(bian)選擇，可借助偏轉棱鏡(jing)或光導纖維將激(ji)光束引(yin)導到難以(yi)(yi)接(jie)(jie)(jie)(jie)近的(de)(de)部位進(jin)行(xing)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)、操作靈活(huo)，可穿(chuan)過透明材(cai)料聚焦焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)等(deng)，這些(xie)都是電子束焊(han)難以(yi)(yi)具備的(de)(de)。激(ji)光束可靈活(huo)控(kong)制，易(yi)于實現工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)三維自動(dong)化焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。研究(jiu)表明變形(xing)鎂(mei)合金的(de)(de)激(ji)光焊(han)焊(han)縫(feng)強度(du)可與(yu)母(mu)材(cai)的(de)(de)相近，通(tong)過選用適當的(de)(de)工(gong)藝參數可避免氣(qi)孔與(yu)咬邊的(de)(de)產生。

4、壓力焊

壓(ya)力焊(han)是(shi)利用摩擦、加壓(ya)和(he)熱擴散等物理作用克(ke)服兩個連接(jie)表面的粗糙度，并除去(qu)（擠走）氧(yang)化膜及(ji)其他(ta)污染物，使兩個連接(jie)表面上的原(yuan)子相(xiang)互接(jie)近到晶格距離，從而實(shi)現固(gu)態連接(jie)。

（1）電阻點焊

鎂(mei)合金薄(bo)板(ban)和(he)擠壓件(jian)都可(ke)(ke)以采用(yong)常(chang)規(gui)的(de)(de)電阻(zu)焊(han)(han)，如縫焊(han)(han)、點(dian)焊(han)(han)和(he)閃(shan)光(guang)對焊(han)(han)進行焊(han)(han)接(jie)，其(qi)中點(dian)焊(han)(han)最常(chang)用(yong)。電阻(zu)點(dian)焊(han)(han)一般用(yong)于(yu)承(cheng)受(shou)低載荷的(de)(de)工件(jian)焊(han)(han)接(jie)，如某些鎂(mei)合金框架、儀表艙(cang)、隔板(ban)等常(chang)采用(yong)電阻(zu)點(dian)焊(han)(han)。只(zhi)要焊(han)(han)機(ji)功率能保(bao)證(zheng)瞬時快速加熱，直(zhi)流脈沖點(dian)焊(han)(han)機(ji)及一般的(de)(de)交(jiao)流點(dian)焊(han)(han)機(ji)均可(ke)(ke)適用(yong)于(yu)鎂(mei)合金的(de)(de)點(dian)焊(han)(han)。

（2）摩擦焊

鑄(zhu)(zhu)造鎂合金(jin)(jin)特別是(shi)壓鑄(zhu)(zhu)鎂合金(jin)(jin)應(ying)用比較廣泛。然而(er)，殘留很(hen)多微氣(qi)(qi)孔是(shi)壓鑄(zhu)(zhu)合金(jin)(jin)產品存在的(de)(de)致命問題，這些氣(qi)(qi)孔因受熱而(er)出現聚(ju)焦長大，嚴重地影響了合金(jin)(jin)的(de)(de)力學(xue)性(xing)能。因此這類鎂合金(jin)(jin)的(de)(de)熔化(hua)焊(han)通常難(nan)以獲得(de)理想的(de)(de)焊(han)縫。于是(shi)，鎂合金(jin)(jin)的(de)(de)摩(mo)擦(ca)(ca)焊(han)成(cheng)為(wei)了關注(zhu)熱點(dian)之一。摩(mo)擦(ca)(ca)焊(han)是(shi)在外力驅動下，利用焊(han)件接(jie)觸(chu)面之間(jian)的(de)(de)相(xiang)對(dui)摩(mo)擦(ca)(ca)運動產生(sheng)熱量，使接(jie)觸(chu)面及其附近(jin)區域的(de)(de)金(jin)(jin)屬達到粘塑性(xing)狀態(tai)并產生(sheng)適(shi)當(dang)的(de)(de)宏觀(guan)塑性(xing)變(bian)形，然后通過兩側材料間(jian)的(de)(de)相(xiang)互(hu)擴散(san)和(he)動態(tai)再(zai)結(jie)晶而(er)完成(cheng)焊(han)接(jie)。

（3）釬焊

鎂(mei)(mei)合(he)(he)金的(de)(de)釬(han)焊(han)工藝與鋁合(he)(he)金相似。可采用(yong)(yong)(yong)火焰釬(han)焊(han)、爐中釬(han)焊(han)及浸(jin)漬釬(han)焊(han)等方法，其中以浸(jin)漬釬(han)焊(han)應用(yong)(yong)(yong)最為(wei)廣泛。釬(han)焊(han)時所用(yong)(yong)(yong)釬(han)料一(yi)般(ban)(ban)都是鎂(mei)(mei)基(ji)合(he)(he)金組分(fen)，如(ru)Mg2Al2Zn釬(han)料，適(shi)配釬(han)劑(ji)為(wei)氯化(hua)(hua)物和(he)氟化(hua)(hua)物的(de)(de)混合(he)(he)粉末(mo)。無(wu)鍍(du)層鎂(mei)(mei)合(he)(he)金的(de)(de)釬(han)焊(han)工藝一(yi)般(ban)(ban)僅(jin)限于(yu)硬釬(han)焊(han)，因(yin)為(wei)還沒有(you)找到合(he)(he)適(shi)的(de)(de)去(qu)膜及界面(mian)活(huo)化(hua)(hua)軟釬(han)劑(ji)。因(yin)此(ci)，對于(yu)無(wu)鍍(du)層鎂(mei)(mei)合(he)(he)金的(de)(de)無(wu)釬(han)劑(ji)軟釬(han)焊(han)僅(jin)限于(yu)焊(han)接角(jiao)接頭和(he)填補變形件及鑄(zhu)件噴涂前的(de)(de)非關鍵面(mian)上的(de)(de)表面(mian)缺陷。而帶有(you)鍍(du)層的(de)(de)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金可以采用(yong)(yong)(yong)常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)軟釬(han)焊(han)技術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂合(he)(he)金的性能與其他材(cai)料相比具有顯著(zhu)特點(dian)，焊(han)接性較為特殊。由于鎂合(he)(he)金密度低、熔(rong)點(dian)低、熱導(dao)率(lv)和電(dian)導(dao)率(lv)大(da)、熱膨脹系(xi)數大(da)、化學(xue)活潑性很強(qiang)、易氧(yang)化且氧(yang)化物(wu)的熔(rong)點(dian)很高，因此，鎂合(he)(he)金在焊(han)接過程中會產生一(yi)系(xi)列困難，主要表現(xian)在：

1、氧化和蒸發

由于鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)極強，在焊接(jie)過程中易形成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)（MgO），MgO熔(rong)點高(gao)（2500℃）、密度(du)大（3.2g/cm3），易在焊縫(feng)(feng)中形成夾雜(za)，降低了(le)焊縫(feng)(feng)性(xing)能。在高(gao)溫下，鎂(mei)還容(rong)易和空氣(qi)中的(de)氮發生(sheng)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)反應(ying)生(sheng)成鎂(mei)的(de)氮化(hua)(hua)(hua)(hua)物，弱化(hua)(hua)(hua)(hua)接(jie)頭的(de)性(xing)能。鎂(mei)的(de)沸點不(bu)高(gao)，這將導致在電弧高(gao)溫下很(hen)容(rong)易蒸發。

2、晶粒粗大

由于熱導(dao)率(lv)大，故焊(han)接鎂合(he)金時要用大功率(lv)熱源、高速(su)焊(han)接，易造成焊(han)縫和近(jin)焊(han)縫區金屬過熱和晶粒長大。

3、熱應力

鎂合金熱膨(peng)脹系數較(jiao)大(da)，約為鋁的(de)1～2倍，在焊接(jie)過程中易產生大(da)的(de)焊接(jie)變形(xing)，引(yin)起較(jiao)大(da)的(de)殘余應力。

4、焊縫金屬下塌

由于鎂的表面張力(li)比鋁小，焊(han)接時很(hen)容(rong)易產生焊(han)縫(feng)金屬下(xia)塌，影(ying)響焊(han)縫(feng)成形(xing)質量。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接時易(yi)產生氫氣孔。氫在鎂中(zhong)的(de)溶解(jie)度隨(sui)溫度的(de)降(jiang)低而減小，而且鎂的(de)密度比鋁小，氣體(ti)不(bu)易(yi)逸(yi)出，在焊縫凝(ning)固過程中(zhong)會(hui)形成氣孔。

6、熱裂紋

鎂合(he)金(jin)易(yi)與其他金(jin)屬(shu)形成(cheng)低(di)(di)熔點(dian)共晶組織，在(zai)焊接接頭中(zhong)易(yi)形成(cheng)結(jie)晶裂紋。當接頭處(chu)溫度過(guo)高時，接頭組織中(zhong)的低(di)(di)熔點(dian)化合(he)物在(zai)晶界(jie)處(chu)會(hui)熔化出現空穴，或產生(sheng)晶界(jie)氧化等，即(ji)所謂的“過(guo)燒”現象(xiang)。

此外，鎂及鎂合金易燃燒，所以在(zai)熔化焊接時需要惰性氣體(ti)或焊劑(ji)的保護(hu)。