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有：

1、電弧焊

鎂和氧(yang)的親和力大，且空(kong)氣(qi)中的N2和CO2也(ye)容易與鎂反(fan)應生成氮(dan)化物、碳化物而導致接(jie)頭(tou)力學性能(neng)下(xia)降，因而傳統的無氣(qi)體保護(hu)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)不適合焊(han)(han)(han)(han)接(jie)鎂合金。為了(le)保證焊(han)(han)(han)(han)縫質量，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)鎂合金時(shi)必須采用氬(ya)氣(qi)等(deng)惰(duo)性氣(qi)體保護(hu)，避免熔池與空(kong)氣(qi)（尤(you)其是(shi)氧(yang)）接(jie)觸。鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)和熔化極氬(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)是(shi)用于鎂合金焊(han)(han)(han)(han)接(jie)的主要電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)方法。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)是焊(han)接(jie)鎂合(he)金(jin)最常(chang)用(yong)的(de)焊(han)接(jie)方(fang)法(fa)，它是在惰性氣體(ti)的(de)保護下(xia)，利用(yong)電弧(hu)熱熔化(hua)母材和(he)(he)填充金(jin)屬。直流電源焊(han)接(jie)時要采用(yong)反極(ji)性接(jie)法(fa)，以便利用(yong)陰極(ji)霧化(hua)作(zuo)用(yong)破(po)壞(huai)、除(chu)去母材表面上的(de)氧化(hua)膜，減少或避免焊(han)縫(feng)中的(de)氧化(hua)物夾雜。氬弧(hu)焊(han)的(de)熱影響(xiang)區尺寸(cun)及變形比(bi)(bi)較小(xiao)，焊(han)縫(feng)的(de)力學性能(neng)和(he)(he)耐腐(fu)蝕性能(neng)也比(bi)(bi)較高。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢極氬(ya)弧焊相比(bi)，熔(rong)(rong)化(hua)極氬(ya)弧焊焊接速度快，生產率高(gao)，全自動焊速度高(gao)，不過(guo)由(you)于熔(rong)(rong)融(rong)鎂(mei)的表面張力小，電(dian)極絲(si)前(qian)端的熔(rong)(rong)滴難以脫離且(qie)焊接電(dian)流(liu)過(guo)高(gao)時熔(rong)(rong)滴爆炸(zha)蒸發(fa)造成飛(fei)濺。

（3）等離子弧焊

等離(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)是一種受到約束的(de)(de)(de)非自由電(dian)弧(hu)(hu)，也(ye)稱壓縮電(dian)弧(hu)(hu)，其溫度(du)(du)和能量(liang)密度(du)(du)都顯著高于普通電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)，穿透(tou)力較(jiao)強(qiang)，適合于厚板(ban)與(yu)弧(hu)(hu)長要求較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)場合。采用等離(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)鎂合金時，可以在背面無(wu)墊板(ban)的(de)(de)(de)情況下(xia)實(shi)現厚板(ban)對接(jie)(jie)的(de)(de)(de)一次全焊(han)(han)透(tou)，且(qie)(qie)焊(han)(han)縫表面光滑，表現出良好的(de)(de)(de)疲勞力學性(xing)能。有研(yan)究(jiu)表明鎂合金變極性(xing)等離(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)焊(han)(han)的(de)(de)(de)可調(diao)焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)數(shu)區間比較(jiao)窄，且(qie)(qie)參(can)數(shu)變化(hua)的(de)(de)(de)影響較(jiao)大(da)。

2、氣焊

氣(qi)焊(han)(han)的熱源是火焰（氧和燃氣(qi)混合燃燒形成(cheng)），熱量不集中(zhong)，焊(han)(han)件(jian)被加熱區較(jiao)寬，容(rong)易在接頭區導致(zhi)較(jiao)大的收縮應力，形成(cheng)裂紋(wen)等缺陷。同(tong)時(shi)(shi)殘留(liu)在焊(han)(han)縫中(zhong)的助焊(han)(han)劑容(rong)易產生夾渣和發生腐蝕(shi)，因而氣(qi)焊(han)(han)主(zhu)要用(yong)于沒有合適熔(rong)(rong)焊(han)(han)設備的現場或不太(tai)重要的薄(bo)板構件(jian)以及鑄件(jian)的焊(han)(han)補。鎂(mei)及鎂(mei)合金氣(qi)焊(han)(han)可選用(yong)QJ401助焊(han)(han)劑，試驗表明，該(gai)熔(rong)(rong)劑工藝性尚(shang)好，但對鎂(mei)的腐蝕(shi)性強，焊(han)(han)后應徹底清理干凈。厚(hou)度小于3mm的鎂(mei)合金件(jian)焊(han)(han)接時(shi)(shi)，氣(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬和焊(han)(han)絲應作縱向(xiang)運(yun)動，不宜(yi)采用(yong)橫向(xiang)擺(bai)動。焊(han)(han)件(jian)厚(hou)度較(jiao)大時(shi)(shi)，允許氣(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬和焊(han)(han)絲略作橫向(xiang)擺(bai)動。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電子(zi)(zi)束的能(neng)量密度高(gao)，穿透力很強，具有焊(han)(han)(han)接速度快，熱輸入少，焊(han)(han)(han)道寬度及熱影(ying)響區(qu)窄，焊(han)(han)(han)道熔深(shen)大，變形小，焊(han)(han)(han)縫(feng)純(chun)潔度高(gao)等(deng)優點。焊(han)(han)(han)接鎂(mei)合(he)金(jin)時(shi)在(zai)電子(zi)(zi)束下方會立刻產生鎂(mei)蒸(zheng)氣(qi)，熔融金(jin)屬隨(sui)即進入所產生的小孔(kong)(kong)(kong)中(zhong)。由于(yu)鎂(mei)合(he)金(jin)的熔點低(di)、蒸(zheng)氣(qi)壓(ya)高(gao)，因(yin)而所生成的小孔(kong)(kong)(kong)也比其他(ta)的金(jin)屬要大，容易在(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)根部形成氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)，因(yin)此(ci)要求有一套精確的操(cao)作工藝以防止氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)與過熱。焊(han)(han)(han)接過程中(zhong)電子(zi)(zi)束的周向擺動和聚(ju)焦點位置的調節有利于(yu)消除氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)，獲得優質焊(han)(han)(han)縫(feng)。

（2）激光焊

激(ji)(ji)光焊(han)(han)(han)是利用高(gao)能量(liang)密(mi)度激(ji)(ji)光束(shu)作為熱源(yuan)進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)一(yi)種高(gao)效精密(mi)加工(gong)方(fang)法。與(yu)其他熔焊(han)(han)(han)方(fang)法相比，激(ji)(ji)光焊(han)(han)(han)具(ju)有(you)能量(liang)密(mi)度高(gao)，熱輸入少，接(jie)頭區殘余應力(li)和變形(xing)小(xiao)，熔化區和熱影響區窄，熔深大、焊(han)(han)(han)縫組(zu)織細小(xiao)、接(jie)頭性能好等優點。此(ci)外激(ji)(ji)光焊(han)(han)(han)不需要(yao)真空條件，保護氣體種類及壓力(li)范圍可(ke)(ke)方(fang)便選擇，可(ke)(ke)借助(zhu)偏轉(zhuan)棱鏡(jing)或光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)將(jiang)激(ji)(ji)光束(shu)引(yin)導(dao)到難以接(jie)近的(de)部(bu)位進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)、操作靈活(huo)(huo)，可(ke)(ke)穿(chuan)過(guo)透明材料聚焦焊(han)(han)(han)接(jie)等，這些都是電子束(shu)焊(han)(han)(han)難以具(ju)備的(de)。激(ji)(ji)光束(shu)可(ke)(ke)靈活(huo)(huo)控制，易于實現工(gong)件的(de)三維(wei)(wei)自動(dong)化焊(han)(han)(han)接(jie)。研究表明變形(xing)鎂合金的(de)激(ji)(ji)光焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫強度可(ke)(ke)與(yu)母(mu)材的(de)相近，通過(guo)選用適當的(de)工(gong)藝參數可(ke)(ke)避免氣孔與(yu)咬邊的(de)產(chan)生。

4、壓力焊

壓(ya)力焊是(shi)利用摩擦(ca)、加壓(ya)和熱擴(kuo)散等(deng)物理作用克服(fu)兩個(ge)(ge)連(lian)接(jie)(jie)表面的粗(cu)糙度(du)，并(bing)除去（擠走）氧化膜及其他污(wu)染物，使兩個(ge)(ge)連(lian)接(jie)(jie)表面上的原子相互(hu)接(jie)(jie)近到晶格距離，從而(er)實(shi)現固態連(lian)接(jie)(jie)。

（1）電阻點焊

鎂合(he)金薄板和(he)擠壓件都可(ke)以采用常規(gui)的電(dian)阻焊(han)(han)(han)(han)，如(ru)縫焊(han)(han)(han)(han)、點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)和(he)閃光對(dui)焊(han)(han)(han)(han)進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，其中點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)最(zui)常用。電(dian)阻點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)一(yi)般用于承(cheng)受(shou)低載荷的工件焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，如(ru)某些鎂合(he)金框架(jia)、儀表艙、隔(ge)板等(deng)常采用電(dian)阻點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)。只要焊(han)(han)(han)(han)機(ji)功(gong)率(lv)能(neng)保(bao)證瞬(shun)時快速加熱，直流脈沖點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)機(ji)及一(yi)般的交流點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)機(ji)均可(ke)適用于鎂合(he)金的點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)。

（2）摩擦焊

鑄(zhu)造鎂(mei)合金(jin)(jin)特(te)別是壓鑄(zhu)鎂(mei)合金(jin)(jin)應用比較廣泛(fan)。然而，殘留很多(duo)微氣(qi)孔是壓鑄(zhu)合金(jin)(jin)產(chan)(chan)品存(cun)在的(de)致命問題，這(zhe)(zhe)些氣(qi)孔因受熱(re)而出現(xian)聚焦長大，嚴(yan)重地影響(xiang)了合金(jin)(jin)的(de)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)。因此(ci)這(zhe)(zhe)類鎂(mei)合金(jin)(jin)的(de)熔化焊通(tong)常(chang)難以(yi)獲得理(li)想(xiang)的(de)焊縫(feng)。于是，鎂(mei)合金(jin)(jin)的(de)摩(mo)(mo)擦焊成(cheng)為了關注(zhu)熱(re)點之一(yi)。摩(mo)(mo)擦焊是在外力(li)驅(qu)動下(xia)，利用焊件接(jie)觸(chu)面(mian)(mian)之間的(de)相對摩(mo)(mo)擦運動產(chan)(chan)生熱(re)量，使(shi)接(jie)觸(chu)面(mian)(mian)及(ji)其附近區域的(de)金(jin)(jin)屬達到粘塑性(xing)狀(zhuang)態并產(chan)(chan)生適當的(de)宏(hong)觀(guan)塑性(xing)變形，然后通(tong)過兩側材料間的(de)相互(hu)擴(kuo)散和動態再結晶而完成(cheng)焊接(jie)。

（3）釬焊

鎂(mei)合(he)(he)(he)金的(de)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)工(gong)藝(yi)與鋁(lv)合(he)(he)(he)金相似。可(ke)采(cai)用(yong)火焰釬(han)(han)(han)焊(han)(han)、爐(lu)中釬(han)(han)(han)焊(han)(han)及浸(jin)漬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)等方法，其(qi)中以浸(jin)漬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)應(ying)用(yong)最為廣(guang)泛。釬(han)(han)(han)焊(han)(han)時所(suo)用(yong)釬(han)(han)(han)料(liao)一般都是鎂(mei)基合(he)(he)(he)金組分，如(ru)Mg2Al2Zn釬(han)(han)(han)料(liao)，適配釬(han)(han)(han)劑為氯化物和氟化物的(de)混合(he)(he)(he)粉末。無(wu)鍍(du)層鎂(mei)合(he)(he)(he)金的(de)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)工(gong)藝(yi)一般僅限于(yu)硬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)，因(yin)(yin)為還沒有找到(dao)合(he)(he)(he)適的(de)去膜及界面(mian)活化軟(ruan)釬(han)(han)(han)劑。因(yin)(yin)此，對于(yu)無(wu)鍍(du)層鎂(mei)合(he)(he)(he)金的(de)無(wu)釬(han)(han)(han)劑軟(ruan)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)僅限于(yu)焊(han)(han)接角(jiao)接頭和填(tian)補變(bian)形件(jian)及鑄件(jian)噴涂前的(de)非(fei)關鍵面(mian)上的(de)表面(mian)缺陷。而(er)帶(dai)有鍍(du)層的(de)鎂(mei)合(he)(he)(he)金可(ke)以采(cai)用(yong)常用(yong)的(de)軟(ruan)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)技(ji)術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂(mei)合(he)金的性(xing)能與其他(ta)材料相比具有顯著特點，焊接(jie)性(xing)較為特殊(shu)。由于鎂(mei)合(he)金密度低、熔(rong)(rong)點低、熱導率(lv)和(he)電導率(lv)大(da)、熱膨脹系數(shu)大(da)、化(hua)學活(huo)潑性(xing)很強、易氧(yang)化(hua)且氧(yang)化(hua)物的熔(rong)(rong)點很高，因此，鎂(mei)合(he)金在焊接(jie)過程中會產生一系列困難，主要(yao)表現在：

1、氧化和蒸發

由于鎂(mei)的(de)氧(yang)化性(xing)極(ji)強，在(zai)(zai)焊接過程中易形成氧(yang)化鎂(mei)（MgO），MgO熔點(dian)高(gao)（2500℃）、密度大（3.2g/cm3），易在(zai)(zai)焊縫中形成夾雜，降低了焊縫性(xing)能。在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)，鎂(mei)還容易和空氣中的(de)氮(dan)發生(sheng)(sheng)化學反應生(sheng)(sheng)成鎂(mei)的(de)氮(dan)化物，弱化接頭的(de)性(xing)能。鎂(mei)的(de)沸點(dian)不(bu)高(gao)，這將導致在(zai)(zai)電弧(hu)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)很容易蒸發。

2、晶粒粗大

由于熱(re)(re)導率(lv)大，故焊接(jie)鎂合(he)金(jin)時要用大功率(lv)熱(re)(re)源(yuan)、高(gao)速焊接(jie)，易(yi)造成焊縫和近焊縫區金(jin)屬過(guo)熱(re)(re)和晶粒長大。

3、熱應力

鎂(mei)合金(jin)熱膨脹系數較大(da)，約為鋁(lv)的1～2倍(bei)，在(zai)焊(han)接過程中易產生大(da)的焊(han)接變形，引起(qi)較大(da)的殘(can)余應力(li)。

4、焊縫金屬下塌

由于(yu)鎂的(de)表(biao)面張力(li)比(bi)鋁(lv)小，焊接時很容易(yi)產生焊縫金(jin)屬下塌(ta)，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(han)接(jie)時易(yi)產生氫(qing)氣(qi)孔。氫(qing)在鎂中的溶解(jie)度隨(sui)溫度的降低而減小，而且(qie)鎂的密度比鋁小，氣(qi)體不易(yi)逸出，在焊(han)縫凝固(gu)過程中會形成氣(qi)孔。

6、熱裂紋

鎂合(he)金(jin)易與(yu)其(qi)他金(jin)屬形成(cheng)低熔點共(gong)晶組織，在焊(han)接(jie)接(jie)頭中易形成(cheng)結晶裂紋(wen)。當接(jie)頭處(chu)溫度過(guo)高時(shi)，接(jie)頭組織中的(de)低熔點化合(he)物在晶界處(chu)會熔化出(chu)現(xian)空穴，或(huo)產(chan)生晶界氧化等，即所謂的(de)“過(guo)燒”現(xian)象(xiang)。

此外，鎂及鎂合金易燃燒，所以在熔化(hua)焊(han)接時需要惰性氣(qi)體或(huo)焊(han)劑的保(bao)護。