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，鎂合金焊接的方法主要(yao)有：

1、電弧焊

鎂和氧的(de)親和力大，且空氣(qi)(qi)中的(de)N2和CO2也容易(yi)與(yu)鎂反(fan)應生(sheng)成氮化物(wu)、碳化物(wu)而導致接(jie)頭力學性(xing)(xing)能下(xia)降，因而傳統(tong)的(de)無氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)護(hu)電弧焊(han)(han)(han)(han)不(bu)適合(he)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)鎂合(he)金(jin)。為了保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)縫質量，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)鎂合(he)金(jin)時必(bi)須采用氬(ya)氣(qi)(qi)等惰性(xing)(xing)氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)護(hu)，避免熔池與(yu)空氣(qi)(qi)（尤其是氧）接(jie)觸(chu)。鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)和熔化極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)是用于鎂合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)主要(yao)電弧焊(han)(han)(han)(han)方(fang)法。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)是(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)鎂合金(jin)最常用(yong)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方法，它(ta)是(shi)在惰(duo)性氣體的(de)保護下，利(li)(li)用(yong)電(dian)弧熱熔化母(mu)材和填充(chong)金(jin)屬(shu)。直流電(dian)源焊(han)(han)(han)接(jie)時要采(cai)用(yong)反極性接(jie)法，以便利(li)(li)用(yong)陰(yin)極霧化作(zuo)用(yong)破壞、除去母(mu)材表(biao)面上(shang)的(de)氧化膜，減少或避免焊(han)(han)(han)縫中的(de)氧化物(wu)夾雜(za)。氬弧焊(han)(han)(han)的(de)熱影響區(qu)尺寸及變(bian)形(xing)比較(jiao)小，焊(han)(han)(han)縫的(de)力學性能和耐腐蝕性能也比較(jiao)高。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)相比，熔化極(ji)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接速(su)度快，生產率高，全自動焊(han)(han)速(su)度高，不過由(you)于熔融(rong)鎂的(de)表面張力小，電(dian)極(ji)絲前端的(de)熔滴(di)難以脫(tuo)離且焊(han)(han)接電(dian)流過高時熔滴(di)爆炸蒸發造(zao)成飛濺。

（3）等離子弧焊

等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)是一(yi)種(zhong)受(shou)到約束(shu)的(de)(de)非自由電(dian)(dian)弧(hu)，也(ye)稱(cheng)壓(ya)縮(suo)電(dian)(dian)弧(hu)，其(qi)溫(wen)度(du)(du)和能(neng)量密度(du)(du)都顯著高于普通電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)，穿(chuan)透力(li)較(jiao)強(qiang)，適(shi)合(he)于厚板(ban)與弧(hu)長(chang)要(yao)求較(jiao)大(da)的(de)(de)場合(he)。采(cai)用等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接鎂(mei)合(he)金時，可以(yi)在背面(mian)無墊(dian)板(ban)的(de)(de)情況下(xia)實現厚板(ban)對接的(de)(de)一(yi)次(ci)全焊(han)(han)透，且焊(han)(han)縫表面(mian)光(guang)滑(hua)，表現出良好的(de)(de)疲勞力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。有(you)研究(jiu)表明鎂(mei)合(he)金變(bian)極性(xing)(xing)等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)可調焊(han)(han)接參數區間比較(jiao)窄(zhai)，且參數變(bian)化的(de)(de)影響較(jiao)大(da)。

2、氣焊

氣(qi)(qi)焊(han)(han)的(de)(de)(de)熱(re)源是(shi)火(huo)焰（氧和(he)(he)燃(ran)氣(qi)(qi)混(hun)合燃(ran)燒形成(cheng)），熱(re)量(liang)不(bu)集中(zhong)，焊(han)(han)件(jian)被加熱(re)區較寬(kuan)，容(rong)易(yi)在接頭區導致較大(da)的(de)(de)(de)收(shou)縮應(ying)力，形成(cheng)裂紋等缺陷。同時殘留(liu)在焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)(de)(de)助焊(han)(han)劑容(rong)易(yi)產生夾(jia)渣和(he)(he)發生腐蝕，因而氣(qi)(qi)焊(han)(han)主(zhu)要用于沒有合適熔(rong)焊(han)(han)設備的(de)(de)(de)現場或不(bu)太重要的(de)(de)(de)薄(bo)板構(gou)件(jian)以及鑄件(jian)的(de)(de)(de)焊(han)(han)補。鎂(mei)及鎂(mei)合金氣(qi)(qi)焊(han)(han)可(ke)選用QJ401助焊(han)(han)劑，試驗表明，該熔(rong)劑工藝性尚(shang)好，但對鎂(mei)的(de)(de)(de)腐蝕性強，焊(han)(han)后應(ying)徹底(di)清理干凈。厚(hou)度小于3mm的(de)(de)(de)鎂(mei)合金件(jian)焊(han)(han)接時，氣(qi)(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬(ju)和(he)(he)焊(han)(han)絲應(ying)作(zuo)縱向(xiang)(xiang)運(yun)動(dong)，不(bu)宜采用橫(heng)向(xiang)(xiang)擺(bai)(bai)動(dong)。焊(han)(han)件(jian)厚(hou)度較大(da)時，允許氣(qi)(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬(ju)和(he)(he)焊(han)(han)絲略作(zuo)橫(heng)向(xiang)(xiang)擺(bai)(bai)動(dong)。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電子(zi)束(shu)的能量密(mi)度(du)高，穿透力很(hen)強，具有焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速度(du)快，熱(re)輸入少(shao)，焊(han)(han)(han)(han)道寬度(du)及熱(re)影響區(qu)窄，焊(han)(han)(han)(han)道熔深大(da)，變形小(xiao)，焊(han)(han)(han)(han)縫純潔度(du)高等優點。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)鎂合金(jin)(jin)時在電子(zi)束(shu)下方會立刻產(chan)生鎂蒸氣(qi)，熔融金(jin)(jin)屬(shu)(shu)隨即進(jin)入所(suo)產(chan)生的小(xiao)孔(kong)中(zhong)(zhong)。由于鎂合金(jin)(jin)的熔點低、蒸氣(qi)壓高，因而所(suo)生成的小(xiao)孔(kong)也比其(qi)他的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)要大(da)，容易在焊(han)(han)(han)(han)縫根部形成氣(qi)孔(kong)，因此要求(qiu)有一套精確的操(cao)作工藝(yi)以防止氣(qi)孔(kong)與過熱(re)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過程中(zhong)(zhong)電子(zi)束(shu)的周(zhou)向擺動和聚焦點位置的調(diao)節有利(li)于消(xiao)除(chu)氣(qi)孔(kong)，獲(huo)得(de)優質(zhi)焊(han)(han)(han)(han)縫。

（2）激光焊

激光焊是利用(yong)高能量(liang)密度激光束(shu)作為熱源進行焊接(jie)的一種高效精(jing)密加(jia)工方(fang)法。與其他(ta)熔焊方(fang)法相比(bi)，激光焊具(ju)有能量(liang)密度高，熱輸入少(shao)，接(jie)頭(tou)區(qu)殘余應力和(he)變形小，熔化(hua)區(qu)和(he)熱影(ying)響區(qu)窄，熔深大、焊縫組織細小、接(jie)頭(tou)性(xing)能好等優點(dian)。此外激光焊不(bu)需要真空條件，保護氣體種類及壓力范圍(wei)可(ke)方(fang)便選擇，可(ke)借助偏轉棱鏡或光導(dao)(dao)纖維將(jiang)激光束(shu)引導(dao)(dao)到難(nan)(nan)以(yi)(yi)接(jie)近的部位進行焊接(jie)、操作靈活，可(ke)穿過透明材料聚焦焊接(jie)等，這些都(dou)是電(dian)子(zi)束(shu)焊難(nan)(nan)以(yi)(yi)具(ju)備(bei)的。激光束(shu)可(ke)靈活控制，易于實現工件的三維自動(dong)化(hua)焊接(jie)。研究表明變形鎂合金的激光焊焊縫強度可(ke)與母材的相近，通(tong)過選用(yong)適當的工藝參(can)數可(ke)避免氣孔與咬(yao)邊的產生。

4、壓力焊

壓力焊(han)是(shi)利用摩擦(ca)、加壓和(he)熱擴散等(deng)物理作用克服兩個(ge)連接(jie)(jie)表面的(de)粗(cu)糙度，并除(chu)去（擠走）氧化膜及其他污染物，使兩個(ge)連接(jie)(jie)表面上的(de)原子相互接(jie)(jie)近(jin)到晶格距(ju)離(li)，從(cong)而實(shi)現固態(tai)連接(jie)(jie)。

（1）電阻點焊

鎂合(he)金(jin)薄板和擠(ji)壓(ya)件都可以采(cai)(cai)用常(chang)規的(de)電(dian)阻(zu)焊(han)，如(ru)縫焊(han)、點(dian)(dian)焊(han)和閃光對焊(han)進行焊(han)接，其中點(dian)(dian)焊(han)最常(chang)用。電(dian)阻(zu)點(dian)(dian)焊(han)一(yi)般(ban)用于(yu)承(cheng)受低載荷的(de)工件焊(han)接，如(ru)某些鎂合(he)金(jin)框(kuang)架、儀表艙(cang)、隔板等(deng)常(chang)采(cai)(cai)用電(dian)阻(zu)點(dian)(dian)焊(han)。只要焊(han)機功(gong)率能(neng)保證瞬時快速(su)加熱，直(zhi)流脈沖點(dian)(dian)焊(han)機及一(yi)般(ban)的(de)交流點(dian)(dian)焊(han)機均可適(shi)用于(yu)鎂合(he)金(jin)的(de)點(dian)(dian)焊(han)。

（2）摩擦焊

鑄(zhu)造(zao)鎂(mei)合(he)金(jin)特別是(shi)(shi)壓(ya)鑄(zhu)鎂(mei)合(he)金(jin)應用(yong)比較(jiao)廣泛。然(ran)而(er)，殘留(liu)很(hen)多微氣孔是(shi)(shi)壓(ya)鑄(zhu)合(he)金(jin)產(chan)品存在的(de)(de)(de)(de)致命問題，這(zhe)些氣孔因(yin)受(shou)熱而(er)出現聚焦長大，嚴(yan)重(zhong)地影響了合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能。因(yin)此這(zhe)類鎂(mei)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)熔化(hua)焊通(tong)常難以獲得理想的(de)(de)(de)(de)焊縫。于是(shi)(shi)，鎂(mei)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)摩(mo)擦(ca)(ca)焊成為了關注(zhu)熱點之(zhi)一。摩(mo)擦(ca)(ca)焊是(shi)(shi)在外(wai)力(li)驅動下，利(li)用(yong)焊件接(jie)(jie)觸面之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對摩(mo)擦(ca)(ca)運(yun)動產(chan)生熱量，使接(jie)(jie)觸面及(ji)其附(fu)近區域的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬達到粘塑(su)性(xing)狀態(tai)并產(chan)生適當的(de)(de)(de)(de)宏觀(guan)塑(su)性(xing)變形，然(ran)后通(tong)過兩側材料間(jian)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)互擴散和動態(tai)再結晶(jing)而(er)完成焊接(jie)(jie)。

（3）釬焊

鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)釬(han)(han)焊(han)(han)工藝與鋁(lv)合(he)(he)金(jin)(jin)相似。可采用火(huo)焰(yan)釬(han)(han)焊(han)(han)、爐中釬(han)(han)焊(han)(han)及浸漬釬(han)(han)焊(han)(han)等方法，其中以(yi)浸漬釬(han)(han)焊(han)(han)應用最為廣泛(fan)。釬(han)(han)焊(han)(han)時所用釬(han)(han)料一(yi)般都是鎂(mei)基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)組(zu)分，如Mg2Al2Zn釬(han)(han)料，適配(pei)釬(han)(han)劑(ji)為氯化物和氟(fu)化物的(de)混合(he)(he)粉末。無鍍(du)層(ceng)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)釬(han)(han)焊(han)(han)工藝一(yi)般僅限(xian)(xian)于硬(ying)釬(han)(han)焊(han)(han)，因為還沒(mei)有(you)(you)找到合(he)(he)適的(de)去膜(mo)及界面活化軟釬(han)(han)劑(ji)。因此(ci)，對于無鍍(du)層(ceng)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)無釬(han)(han)劑(ji)軟釬(han)(han)焊(han)(han)僅限(xian)(xian)于焊(han)(han)接(jie)(jie)角接(jie)(jie)頭(tou)和填(tian)補變形件及鑄件噴涂前的(de)非(fei)關鍵面上的(de)表面缺(que)陷。而帶有(you)(you)鍍(du)層(ceng)的(de)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)可以(yi)采用常(chang)用的(de)軟釬(han)(han)焊(han)(han)技術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂合金(jin)(jin)的性(xing)能與其他材(cai)料相(xiang)比具有顯著特(te)點，焊(han)接(jie)性(xing)較(jiao)為特(te)殊。由于(yu)鎂合金(jin)(jin)密(mi)度低、熔點低、熱導(dao)率和電導(dao)率大、熱膨(peng)脹系數大、化(hua)學活潑性(xing)很強、易(yi)氧(yang)化(hua)且氧(yang)化(hua)物的熔點很高，因此，鎂合金(jin)(jin)在焊(han)接(jie)過(guo)程中會(hui)產生一(yi)系列困難(nan)，主要表現在：

1、氧化和蒸發

由(you)于鎂(mei)(mei)的(de)氧化(hua)性(xing)極強，在焊(han)接過(guo)程(cheng)中(zhong)易(yi)(yi)形成(cheng)(cheng)氧化(hua)鎂(mei)(mei)（MgO），MgO熔點(dian)高（2500℃）、密度大（3.2g/cm3），易(yi)(yi)在焊(han)縫中(zhong)形成(cheng)(cheng)夾雜，降低了焊(han)縫性(xing)能(neng)。在高溫(wen)下，鎂(mei)(mei)還容易(yi)(yi)和空(kong)氣中(zhong)的(de)氮(dan)發生(sheng)(sheng)化(hua)學反應生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)鎂(mei)(mei)的(de)氮(dan)化(hua)物，弱化(hua)接頭(tou)的(de)性(xing)能(neng)。鎂(mei)(mei)的(de)沸點(dian)不高，這將(jiang)導致(zhi)在電(dian)弧(hu)高溫(wen)下很容易(yi)(yi)蒸發。

2、晶粒粗大

由于熱(re)(re)導率大，故(gu)焊(han)(han)接鎂(mei)合(he)金時要用(yong)大功率熱(re)(re)源、高(gao)速(su)焊(han)(han)接，易(yi)造成焊(han)(han)縫(feng)(feng)和近焊(han)(han)縫(feng)(feng)區金屬過熱(re)(re)和晶粒長大。

3、熱應力

鎂合金熱膨脹系數較大(da)，約為鋁(lv)的(de)1～2倍，在焊(han)接(jie)過程中(zhong)易產(chan)生(sheng)大(da)的(de)焊(han)接(jie)變形，引起較大(da)的(de)殘余應力。

4、焊縫金屬下塌

由于鎂的(de)表面張力比鋁小，焊接時(shi)很容易產(chan)生焊縫金屬下塌，影響焊縫成形(xing)質(zhi)量。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接(jie)時易產生(sheng)氫氣(qi)孔(kong)。氫在鎂中(zhong)的(de)溶解度隨溫度的(de)降(jiang)低而減小(xiao)，而且鎂的(de)密度比鋁小(xiao)，氣(qi)體不易逸出(chu)，在焊縫(feng)凝固過(guo)程中(zhong)會形成氣(qi)孔(kong)。

6、熱裂紋

鎂合(he)金易(yi)與其他金屬形成(cheng)低(di)熔點(dian)共晶組(zu)織(zhi)，在焊接(jie)接(jie)頭(tou)中易(yi)形成(cheng)結(jie)晶裂紋。當接(jie)頭(tou)處(chu)溫度過高時，接(jie)頭(tou)組(zu)織(zhi)中的低(di)熔點(dian)化合(he)物在晶界(jie)處(chu)會熔化出(chu)現(xian)空穴，或產(chan)生晶界(jie)氧化等，即所謂(wei)的“過燒”現(xian)象。

此外(wai)，鎂(mei)及鎂(mei)合(he)金易燃燒(shao)，所以(yi)在熔化(hua)焊接(jie)時需要(yao)惰性氣(qi)體或焊劑的保護。