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(mei)(mei)和(he)氧的親(qin)和(he)力大，且空氣(qi)中的N2和(he)CO2也容易(yi)與(yu)(yu)鎂(mei)(mei)反應生成(cheng)氮化物(wu)、碳(tan)化物(wu)而導致接頭力學性(xing)(xing)能下降，因而傳統(tong)的無氣(qi)體保護電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)不適合(he)(he)焊(han)(han)(han)接鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)。為了保證焊(han)(han)(han)縫質量，焊(han)(han)(han)接鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)時必須采(cai)用(yong)氬(ya)(ya)氣(qi)等(deng)惰(duo)性(xing)(xing)氣(qi)體保護，避免熔池與(yu)(yu)空氣(qi)（尤其是(shi)氧）接觸(chu)。鎢極氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)和(he)熔化極氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)是(shi)用(yong)于(yu)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接的主要電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)方法。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極(ji)氬弧(hu)焊是焊接(jie)鎂合金最常用(yong)的焊接(jie)方法，它是在惰性(xing)氣(qi)體的保護下(xia)，利(li)用(yong)電(dian)弧(hu)熱熔化母材和填充金屬。直流電(dian)源焊接(jie)時要采用(yong)反極(ji)性(xing)接(jie)法，以便(bian)利(li)用(yong)陰極(ji)霧化作用(yong)破壞、除去母材表面上的氧(yang)化膜，減少或避(bi)免焊縫中(zhong)的氧(yang)化物夾雜。氬弧(hu)焊的熱影響(xiang)區尺寸及變形比較(jiao)小，焊縫的力學性(xing)能和耐腐蝕性(xing)能也比較(jiao)高(gao)。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢極氬弧焊相(xiang)比(bi)，熔化極氬弧焊焊接(jie)速度(du)快，生產率高(gao)，全自動焊速度(du)高(gao)，不過由(you)于熔融鎂(mei)的(de)表面張(zhang)力小，電(dian)(dian)極絲前(qian)端的(de)熔滴難以脫(tuo)離且焊接(jie)電(dian)(dian)流(liu)過高(gao)時(shi)熔滴爆炸蒸發造成飛濺(jian)。

（3）等離子弧焊

等離子(zi)(zi)弧(hu)是(shi)一種受到約束的(de)(de)非自由電弧(hu)，也(ye)稱壓縮電弧(hu)，其溫度(du)和能(neng)量密度(du)都顯著高于普通電弧(hu)的(de)(de)，穿透力(li)(li)較強，適合(he)(he)于厚板與弧(hu)長(chang)要求較大的(de)(de)場合(he)(he)。采用等離子(zi)(zi)弧(hu)焊焊接鎂(mei)合(he)(he)金時，可以在背面(mian)無墊板的(de)(de)情況(kuang)下(xia)實現厚板對(dui)接的(de)(de)一次(ci)全焊透，且焊縫表面(mian)光(guang)滑，表現出良好的(de)(de)疲勞力(li)(li)學(xue)性能(neng)。有研究(jiu)表明(ming)鎂(mei)合(he)(he)金變(bian)極性等離子(zi)(zi)弧(hu)焊的(de)(de)可調焊接參數區間比(bi)較窄，且參數變(bian)化的(de)(de)影(ying)響較大。

2、氣焊

氣(qi)焊(han)(han)的(de)(de)熱源是火焰（氧和(he)燃氣(qi)混(hun)合(he)燃燒(shao)形(xing)成），熱量不集(ji)中(zhong)(zhong)，焊(han)(han)件(jian)被加熱區(qu)較寬，容易在接(jie)(jie)頭區(qu)導致(zhi)較大的(de)(de)收縮應(ying)(ying)力(li)，形(xing)成裂紋等缺陷。同時(shi)殘留在焊(han)(han)縫中(zhong)(zhong)的(de)(de)助焊(han)(han)劑(ji)容易產生夾渣和(he)發生腐(fu)(fu)蝕，因而氣(qi)焊(han)(han)主(zhu)要用于沒有合(he)適熔焊(han)(han)設備的(de)(de)現場或不太重要的(de)(de)薄(bo)板構件(jian)以及(ji)鑄件(jian)的(de)(de)焊(han)(han)補(bu)。鎂(mei)及(ji)鎂(mei)合(he)金(jin)氣(qi)焊(han)(han)可選(xuan)用QJ401助焊(han)(han)劑(ji)，試驗表(biao)明，該(gai)熔劑(ji)工(gong)藝性尚(shang)好(hao)，但對鎂(mei)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕性強，焊(han)(han)后應(ying)(ying)徹底清理干凈。厚度(du)小于3mm的(de)(de)鎂(mei)合(he)金(jin)件(jian)焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)，氣(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬和(he)焊(han)(han)絲應(ying)(ying)作(zuo)縱(zong)向運(yun)動(dong)，不宜采用橫(heng)向擺動(dong)。焊(han)(han)件(jian)厚度(du)較大時(shi)，允許氣(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬和(he)焊(han)(han)絲略作(zuo)橫(heng)向擺動(dong)。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電子束(shu)的能量(liang)密度高(gao)，穿透力很強(qiang)，具有焊(han)(han)接(jie)速(su)度快(kuai)，熱(re)輸入少(shao)，焊(han)(han)道寬度及熱(re)影響區窄，焊(han)(han)道熔深大，變形(xing)小，焊(han)(han)縫(feng)(feng)純潔度高(gao)等優(you)點(dian)。焊(han)(han)接(jie)鎂(mei)合金(jin)時在電子束(shu)下方會立刻產生鎂(mei)蒸氣(qi)，熔融金(jin)屬隨即(ji)進入所(suo)產生的小孔(kong)(kong)(kong)中。由于(yu)鎂(mei)合金(jin)的熔點(dian)低、蒸氣(qi)壓高(gao)，因而所(suo)生成(cheng)的小孔(kong)(kong)(kong)也比(bi)其他的金(jin)屬要大，容(rong)易在焊(han)(han)縫(feng)(feng)根部形(xing)成(cheng)氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)，因此(ci)要求有一套(tao)精確的操(cao)作工(gong)藝以防(fang)止(zhi)氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)與過(guo)熱(re)。焊(han)(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中電子束(shu)的周向擺動和聚焦(jiao)點(dian)位置(zhi)的調節有利于(yu)消(xiao)除氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)，獲得優(you)質(zhi)焊(han)(han)縫(feng)(feng)。

（2）激光焊

激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)是利用高能量密(mi)度(du)(du)激(ji)(ji)光(guang)束(shu)(shu)作為熱(re)源進行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)一種高效精密(mi)加工方法。與其他熔(rong)焊(han)(han)(han)方法相比，激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)具有能量密(mi)度(du)(du)高，熱(re)輸(shu)入少，接(jie)(jie)頭區(qu)(qu)殘余應力和變(bian)形小，熔(rong)化區(qu)(qu)和熱(re)影響區(qu)(qu)窄，熔(rong)深大(da)、焊(han)(han)(han)縫組織(zhi)細小、接(jie)(jie)頭性能好等優點(dian)。此外激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)不(bu)需要真空條件(jian)，保(bao)護氣(qi)體(ti)種類(lei)及壓力范圍可(ke)(ke)方便選(xuan)擇，可(ke)(ke)借助(zhu)偏轉(zhuan)棱鏡或光(guang)導(dao)纖維將激(ji)(ji)光(guang)束(shu)(shu)引導(dao)到難(nan)以接(jie)(jie)近的(de)(de)(de)部位(wei)進行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)、操作靈活，可(ke)(ke)穿過透明材料聚焦焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)等，這些都是電(dian)子束(shu)(shu)焊(han)(han)(han)難(nan)以具備的(de)(de)(de)。激(ji)(ji)光(guang)束(shu)(shu)可(ke)(ke)靈活控制(zhi)，易(yi)于實(shi)現工件(jian)的(de)(de)(de)三維自(zi)動化焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。研究表明變(bian)形鎂合金的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫強度(du)(du)可(ke)(ke)與母材的(de)(de)(de)相近，通(tong)過選(xuan)用適當的(de)(de)(de)工藝參數可(ke)(ke)避免氣(qi)孔與咬邊的(de)(de)(de)產生。

4、壓力焊

壓力焊是利用摩擦、加壓和熱(re)擴散等物(wu)理(li)作用克服兩個(ge)連(lian)接表面的(de)(de)粗糙(cao)度(du)，并除去（擠走）氧化膜及其他污染物(wu)，使兩個(ge)連(lian)接表面上(shang)的(de)(de)原子相互接近到晶格距離(li)，從(cong)而(er)實現固態連(lian)接。

（1）電阻點焊

鎂合金薄板和擠壓件都(dou)可以采(cai)用常規(gui)的電阻焊，如(ru)縫焊、點(dian)(dian)焊和閃(shan)光對焊進行焊接，其中點(dian)(dian)焊最常用。電阻點(dian)(dian)焊一(yi)般用于(yu)承受(shou)低載荷的工件焊接，如(ru)某些鎂合金框架、儀表(biao)艙、隔板等常采(cai)用電阻點(dian)(dian)焊。只(zhi)要焊機(ji)(ji)功率能保證瞬時快速加熱，直流脈沖點(dian)(dian)焊機(ji)(ji)及一(yi)般的交流點(dian)(dian)焊機(ji)(ji)均可適用于(yu)鎂合金的點(dian)(dian)焊。

（2）摩擦焊

鑄(zhu)造鎂合(he)金(jin)(jin)特別是(shi)壓(ya)鑄(zhu)鎂合(he)金(jin)(jin)應用比較(jiao)廣泛。然(ran)而(er)(er)，殘留很多微氣孔(kong)是(shi)壓(ya)鑄(zhu)合(he)金(jin)(jin)產(chan)(chan)品存在(zai)的(de)(de)(de)致(zhi)命問題，這些氣孔(kong)因受熱(re)(re)(re)而(er)(er)出現聚焦長大(da)，嚴重地影響了合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)力(li)學性能。因此這類鎂合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)熔化焊(han)通(tong)常難(nan)以獲得理想的(de)(de)(de)焊(han)縫(feng)。于是(shi)，鎂合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)摩擦(ca)焊(han)成為了關注熱(re)(re)(re)點(dian)之(zhi)一。摩擦(ca)焊(han)是(shi)在(zai)外力(li)驅動(dong)下，利用焊(han)件接(jie)觸(chu)面(mian)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)相對摩擦(ca)運(yun)動(dong)產(chan)(chan)生熱(re)(re)(re)量，使接(jie)觸(chu)面(mian)及(ji)其附(fu)近區域的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬達到粘(zhan)塑(su)性狀態并(bing)產(chan)(chan)生適當(dang)的(de)(de)(de)宏觀塑(su)性變形，然(ran)后通(tong)過兩側材(cai)料間(jian)的(de)(de)(de)相互(hu)擴散和動(dong)態再(zai)結晶而(er)(er)完成焊(han)接(jie)。

（3）釬焊

鎂合(he)金(jin)的(de)(de)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)工藝(yi)與鋁(lv)合(he)金(jin)相(xiang)似。可采(cai)用火焰釬(han)(han)焊(han)(han)(han)、爐中釬(han)(han)焊(han)(han)(han)及浸(jin)漬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)等方法(fa)，其中以(yi)浸(jin)漬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)應(ying)用最為廣泛。釬(han)(han)焊(han)(han)(han)時所用釬(han)(han)料一(yi)般都是鎂基合(he)金(jin)組分，如Mg2Al2Zn釬(han)(han)料，適配釬(han)(han)劑為氯化(hua)物(wu)(wu)和氟化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)混合(he)粉末(mo)。無鍍(du)層鎂合(he)金(jin)的(de)(de)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)工藝(yi)一(yi)般僅(jin)限于硬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)，因(yin)為還(huan)沒有找到合(he)適的(de)(de)去膜及界面活化(hua)軟(ruan)釬(han)(han)劑。因(yin)此，對于無鍍(du)層鎂合(he)金(jin)的(de)(de)無釬(han)(han)劑軟(ruan)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)僅(jin)限于焊(han)(han)(han)接角(jiao)接頭和填(tian)補(bu)變形件及鑄件噴涂前的(de)(de)非(fei)關鍵面上的(de)(de)表面缺陷(xian)。而帶有鍍(du)層的(de)(de)鎂合(he)金(jin)可以(yi)采(cai)用常用的(de)(de)軟(ruan)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)技術(shu)。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂(mei)合金的性能與其他材料相比(bi)具有顯(xian)著(zhu)特點，焊接(jie)性較為特殊。由于鎂(mei)合金密度低(di)、熔(rong)點低(di)、熱導(dao)率(lv)和電導(dao)率(lv)大、熱膨脹系數大、化學活(huo)潑性很強(qiang)、易(yi)氧化且氧化物的熔(rong)點很高(gao)，因此，鎂(mei)合金在焊接(jie)過程(cheng)中會(hui)產生一系列困(kun)難(nan)，主要表現在：

1、氧化和蒸發

由于(yu)鎂的氧化性(xing)極強，在(zai)焊(han)接(jie)過程中易形成氧化鎂（MgO），MgO熔點高(gao)（2500℃）、密度大(da)（3.2g/cm3），易在(zai)焊(han)縫中形成夾雜，降低了焊(han)縫性(xing)能(neng)。在(zai)高(gao)溫下(xia)，鎂還容易和空(kong)氣中的氮發(fa)生(sheng)化學反應生(sheng)成鎂的氮化物，弱化接(jie)頭(tou)的性(xing)能(neng)。鎂的沸點不高(gao)，這將導致在(zai)電弧高(gao)溫下(xia)很容易蒸發(fa)。

2、晶粒粗大

由于熱(re)導率(lv)大(da)(da)，故焊(han)接鎂合金(jin)時要(yao)用大(da)(da)功(gong)率(lv)熱(re)源、高速焊(han)接，易造成(cheng)焊(han)縫(feng)和近焊(han)縫(feng)區金(jin)屬過熱(re)和晶粒長(chang)大(da)(da)。

3、熱應力

鎂合(he)金熱膨脹(zhang)系數較(jiao)大，約(yue)為鋁的(de)1～2倍，在焊接過(guo)程中易(yi)產生大的(de)焊接變(bian)形，引起較(jiao)大的(de)殘(can)余應力。

4、焊縫金屬下塌

由(you)于鎂的表面(mian)張力比鋁小，焊接時(shi)很容(rong)易產生焊縫金(jin)屬(shu)下塌(ta)，影響(xiang)焊縫成形質(zhi)量(liang)。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接(jie)時(shi)易(yi)產生氫氣(qi)(qi)孔。氫在(zai)鎂中的溶解度(du)隨溫度(du)的降低(di)而減小(xiao)，而且(qie)鎂的密度(du)比鋁小(xiao)，氣(qi)(qi)體不易(yi)逸出(chu)，在(zai)焊縫凝(ning)固過(guo)程中會形成氣(qi)(qi)孔。

6、熱裂紋

鎂合金(jin)易與其他金(jin)屬形成低熔點(dian)共晶組織，在焊接接頭中易形成結晶裂(lie)紋。當接頭處溫度(du)過(guo)(guo)高時，接頭組織中的(de)(de)低熔點(dian)化合物在晶界處會熔化出現空(kong)穴，或產生晶界氧化等，即所謂(wei)的(de)(de)“過(guo)(guo)燒”現象。

此(ci)外，鎂(mei)及鎂(mei)合金(jin)易燃燒(shao)，所以在熔化焊(han)接時需要惰(duo)性氣(qi)體或焊(han)劑的保護。