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)和氧的親和力(li)大，且空氣中(zhong)的N2和CO2也(ye)容易與鎂(mei)反應生成氮(dan)化(hua)物、碳化(hua)物而導致(zhi)接頭力(li)學性能下降，因而傳(chuan)統的無氣體保護電弧(hu)焊(han)(han)不適合(he)焊(han)(han)接鎂(mei)合(he)金。為了保證焊(han)(han)縫質量(liang)，焊(han)(han)接鎂(mei)合(he)金時必須采用氬(ya)氣等(deng)惰性氣體保護，避免(mian)熔池與空氣（尤其是氧）接觸。鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)和熔化(hua)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)是用于鎂(mei)合(he)金焊(han)(han)接的主要(yao)電弧(hu)焊(han)(han)方法。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)是焊(han)(han)(han)(han)接(jie)鎂合金最常用(yong)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)，它是在惰(duo)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)的(de)(de)保護(hu)下，利用(yong)電弧(hu)(hu)熱熔化(hua)(hua)母材(cai)和填充金屬。直流電源焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時要采用(yong)反極性(xing)(xing)接(jie)法(fa)，以(yi)便利用(yong)陰極霧化(hua)(hua)作用(yong)破壞、除去(qu)母材(cai)表面(mian)上的(de)(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)，減少(shao)或避免焊(han)(han)(han)(han)縫中的(de)(de)氧化(hua)(hua)物(wu)夾(jia)雜。氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)熱影響區尺寸(cun)及變形比(bi)較小，焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)力學性(xing)(xing)能和耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)能也比(bi)較高。

（2）熔化極氬弧焊

與(yu)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)相比，熔化極氬(ya)弧(hu)焊(han)焊(han)接速度快，生產率高(gao)(gao)，全自(zi)動焊(han)速度高(gao)(gao)，不過(guo)由于熔融鎂的表面張力小，電(dian)極絲前端的熔滴難(nan)以脫離且焊(han)接電(dian)流過(guo)高(gao)(gao)時(shi)熔滴爆炸蒸發造(zao)成飛(fei)濺。

（3）等離子弧焊

等離(li)子弧是一(yi)種受到約束的(de)(de)(de)非自由電弧，也稱(cheng)壓縮電弧，其溫(wen)度和能量密(mi)度都顯著(zhu)高于普通電弧的(de)(de)(de)，穿(chuan)透力(li)較強，適(shi)合(he)于厚板與弧長要求較大的(de)(de)(de)場合(he)。采(cai)用(yong)等離(li)子弧焊(han)焊(han)接(jie)(jie)鎂(mei)合(he)金時，可以在背(bei)面(mian)無墊板的(de)(de)(de)情況下(xia)實(shi)現厚板對接(jie)(jie)的(de)(de)(de)一(yi)次(ci)全焊(han)透，且焊(han)縫(feng)表面(mian)光滑，表現出(chu)良(liang)好的(de)(de)(de)疲勞力(li)學性能。有研究表明鎂(mei)合(he)金變極性等離(li)子弧焊(han)的(de)(de)(de)可調焊(han)接(jie)(jie)參數(shu)區間(jian)比較窄，且參數(shu)變化的(de)(de)(de)影響較大。

2、氣焊

氣(qi)焊(han)(han)(han)的(de)(de)熱(re)源是火焰（氧(yang)和燃氣(qi)混(hun)合(he)(he)(he)燃燒形(xing)(xing)成(cheng)），熱(re)量不(bu)集中(zhong)，焊(han)(han)(han)件(jian)(jian)被加(jia)熱(re)區(qu)較(jiao)寬(kuan)，容(rong)易在接頭區(qu)導致較(jiao)大的(de)(de)收縮(suo)應力，形(xing)(xing)成(cheng)裂(lie)紋等缺陷(xian)。同時(shi)殘留在焊(han)(han)(han)縫中(zhong)的(de)(de)助(zhu)焊(han)(han)(han)劑(ji)容(rong)易產生夾渣(zha)和發生腐(fu)蝕，因而氣(qi)焊(han)(han)(han)主要(yao)用于(yu)沒有合(he)(he)(he)適熔焊(han)(han)(han)設備的(de)(de)現場或不(bu)太重要(yao)的(de)(de)薄板構件(jian)(jian)以及鑄件(jian)(jian)的(de)(de)焊(han)(han)(han)補(bu)。鎂(mei)及鎂(mei)合(he)(he)(he)金氣(qi)焊(han)(han)(han)可選用QJ401助(zhu)焊(han)(han)(han)劑(ji)，試驗表明，該(gai)熔劑(ji)工藝性尚好(hao)，但對鎂(mei)的(de)(de)腐(fu)蝕性強，焊(han)(han)(han)后應徹底清(qing)理干凈。厚度小(xiao)于(yu)3mm的(de)(de)鎂(mei)合(he)(he)(he)金件(jian)(jian)焊(han)(han)(han)接時(shi)，氣(qi)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬和焊(han)(han)(han)絲(si)應作縱向運動，不(bu)宜采用橫(heng)向擺(bai)動。焊(han)(han)(han)件(jian)(jian)厚度較(jiao)大時(shi)，允(yun)許氣(qi)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬和焊(han)(han)(han)絲(si)略作橫(heng)向擺(bai)動。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電子(zi)束的(de)能量密(mi)度高，穿透力很強，具有焊接速(su)度快，熱(re)輸入(ru)少，焊道(dao)寬度及(ji)熱(re)影響區(qu)窄，焊道(dao)熔(rong)深大，變(bian)形小(xiao)(xiao)，焊縫(feng)純潔度高等(deng)優(you)(you)點。焊接鎂(mei)(mei)合(he)金時在(zai)電子(zi)束下方會立刻產生(sheng)鎂(mei)(mei)蒸氣(qi)，熔(rong)融金屬(shu)隨即(ji)進入(ru)所產生(sheng)的(de)小(xiao)(xiao)孔中。由于(yu)(yu)鎂(mei)(mei)合(he)金的(de)熔(rong)點低、蒸氣(qi)壓(ya)高，因(yin)而所生(sheng)成(cheng)的(de)小(xiao)(xiao)孔也比其他的(de)金屬(shu)要大，容易在(zai)焊縫(feng)根部形成(cheng)氣(qi)孔，因(yin)此要求有一(yi)套精(jing)確(que)的(de)操作(zuo)工(gong)藝以防止氣(qi)孔與過熱(re)。焊接過程中電子(zi)束的(de)周向擺(bai)動(dong)和聚焦點位置的(de)調節有利于(yu)(yu)消除氣(qi)孔，獲得優(you)(you)質焊縫(feng)。

（2）激光焊

激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)是(shi)(shi)利用(yong)高能(neng)量(liang)密(mi)度(du)激(ji)(ji)光(guang)(guang)束作(zuo)為熱源進(jin)(jin)行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)一種高效精密(mi)加工方(fang)法。與其他熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)(han)方(fang)法相比，激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)具有能(neng)量(liang)密(mi)度(du)高，熱輸入少，接(jie)頭區殘余應(ying)力和變形小，熔(rong)化區和熱影響(xiang)區窄，熔(rong)深大、焊(han)(han)(han)(han)(han)縫組(zu)織細小、接(jie)頭性能(neng)好等優點。此外(wai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)不需要真空條件(jian)，保護氣體種類及壓力范(fan)圍可(ke)方(fang)便選擇，可(ke)借助偏轉棱鏡(jing)或(huo)光(guang)(guang)導纖維(wei)(wei)將激(ji)(ji)光(guang)(guang)束引導到難以(yi)接(jie)近(jin)的(de)(de)部位(wei)進(jin)(jin)行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)、操作(zuo)靈活(huo)，可(ke)穿(chuan)過(guo)透(tou)明材料聚焦焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)等，這些都是(shi)(shi)電子束焊(han)(han)(han)(han)(han)難以(yi)具備(bei)的(de)(de)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)束可(ke)靈活(huo)控制，易于實現工件(jian)的(de)(de)三維(wei)(wei)自(zi)動化焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。研(yan)究表明變形鎂合金的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫強度(du)可(ke)與母材的(de)(de)相近(jin)，通過(guo)選用(yong)適當(dang)的(de)(de)工藝參(can)數可(ke)避免氣孔與咬邊的(de)(de)產生。

4、壓力焊

壓力焊(han)是(shi)利用摩(mo)擦(ca)、加壓和熱擴(kuo)散等物(wu)理作用克服兩個連(lian)接(jie)表面的粗糙度(du)，并除(chu)去（擠走）氧(yang)化膜(mo)及(ji)其他污染物(wu)，使兩個連(lian)接(jie)表面上的原子相(xiang)互接(jie)近到晶(jing)格距離，從而實現固(gu)態(tai)連(lian)接(jie)。

（1）電阻點焊

鎂合金(jin)(jin)薄板(ban)和擠壓(ya)件都(dou)可以采(cai)用(yong)(yong)常(chang)規的電阻(zu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，如(ru)縫焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)和閃光對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)進行焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接，其(qi)中點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)最常(chang)用(yong)(yong)。電阻(zu)點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)一般用(yong)(yong)于承受(shou)低載荷的工件焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接，如(ru)某些(xie)鎂合金(jin)(jin)框架、儀表(biao)艙、隔板(ban)等(deng)常(chang)采(cai)用(yong)(yong)電阻(zu)點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)。只(zhi)要焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機功率能保證瞬(shun)時(shi)快速(su)加熱，直流脈沖點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機及一般的交流點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機均可適用(yong)(yong)于鎂合金(jin)(jin)的點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)。

（2）摩擦焊

鑄造(zao)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)特別是壓鑄鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)應用比較(jiao)廣泛。然而，殘(can)留很多微氣(qi)孔(kong)是壓鑄合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)產(chan)品存在的致命問題，這些氣(qi)孔(kong)因(yin)受熱而出現聚(ju)焦長(chang)大，嚴重地影響了(le)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的力學性能。因(yin)此這類鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的熔化焊(han)通常難以獲得理想的焊(han)縫。于是，鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的摩(mo)擦焊(han)成(cheng)(cheng)為了(le)關注熱點之(zhi)一(yi)。摩(mo)擦焊(han)是在外力驅(qu)動(dong)(dong)下，利用焊(han)件接觸面(mian)之(zhi)間的相對摩(mo)擦運動(dong)(dong)產(chan)生熱量，使接觸面(mian)及其(qi)附(fu)近區域(yu)的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬達到粘(zhan)塑性狀態(tai)并產(chan)生適當的宏(hong)觀塑性變形，然后通過兩側材料間的相互擴散(san)和動(dong)(dong)態(tai)再結晶而完(wan)成(cheng)(cheng)焊(han)接。

（3）釬焊

鎂(mei)(mei)合金的(de)(de)(de)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)工藝與鋁合金相似。可采用(yong)(yong)(yong)火(huo)焰釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)、爐中釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)及(ji)浸(jin)(jin)漬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)等方法，其中以(yi)浸(jin)(jin)漬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)應用(yong)(yong)(yong)最為廣泛。釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)時所(suo)用(yong)(yong)(yong)釬(han)(han)(han)料(liao)一般(ban)都是鎂(mei)(mei)基(ji)合金組分，如(ru)Mg2Al2Zn釬(han)(han)(han)料(liao)，適(shi)(shi)配釬(han)(han)(han)劑(ji)為氯化(hua)物和(he)氟化(hua)物的(de)(de)(de)混合粉(fen)末。無(wu)(wu)鍍層(ceng)(ceng)鎂(mei)(mei)合金的(de)(de)(de)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)工藝一般(ban)僅限于(yu)硬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)，因為還沒有找到合適(shi)(shi)的(de)(de)(de)去膜及(ji)界面(mian)活化(hua)軟(ruan)(ruan)釬(han)(han)(han)劑(ji)。因此，對(dui)于(yu)無(wu)(wu)鍍層(ceng)(ceng)鎂(mei)(mei)合金的(de)(de)(de)無(wu)(wu)釬(han)(han)(han)劑(ji)軟(ruan)(ruan)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)僅限于(yu)焊(han)(han)(han)接角接頭(tou)和(he)填(tian)補變形件及(ji)鑄件噴涂(tu)前的(de)(de)(de)非關鍵面(mian)上的(de)(de)(de)表面(mian)缺陷(xian)。而帶有鍍層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)鎂(mei)(mei)合金可以(yi)采用(yong)(yong)(yong)常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)軟(ruan)(ruan)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)技術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂合(he)(he)金(jin)(jin)的性能與(yu)其他材料相比具(ju)有顯著(zhu)特(te)點(dian)，焊(han)(han)接性較為特(te)殊。由(you)于鎂合(he)(he)金(jin)(jin)密度低、熔(rong)點(dian)低、熱導率(lv)和(he)電導率(lv)大(da)(da)、熱膨脹系(xi)數大(da)(da)、化(hua)學活潑性很強、易氧(yang)化(hua)且氧(yang)化(hua)物的熔(rong)點(dian)很高，因此，鎂合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)焊(han)(han)接過程(cheng)中(zhong)會產生一(yi)系(xi)列困(kun)難，主(zhu)要(yao)表現在(zai)：

1、氧化和蒸發

由于鎂(mei)的(de)(de)(de)氧化(hua)性極強，在(zai)焊接過程(cheng)中(zhong)易(yi)形成氧化(hua)鎂(mei)（MgO），MgO熔點高(gao)（2500℃）、密度大（3.2g/cm3），易(yi)在(zai)焊縫中(zhong)形成夾雜，降低了(le)焊縫性能。在(zai)高(gao)溫下，鎂(mei)還容易(yi)和空氣中(zhong)的(de)(de)(de)氮發生(sheng)化(hua)學反應(ying)生(sheng)成鎂(mei)的(de)(de)(de)氮化(hua)物，弱化(hua)接頭的(de)(de)(de)性能。鎂(mei)的(de)(de)(de)沸點不高(gao)，這將導致在(zai)電弧高(gao)溫下很容易(yi)蒸發。

2、晶粒粗大

由于(yu)熱導率大，故(gu)焊(han)接(jie)鎂合金時(shi)要用大功率熱源、高速焊(han)接(jie)，易造成(cheng)焊(han)縫和(he)近焊(han)縫區金屬過熱和(he)晶粒長大。

3、熱應力

鎂(mei)合金熱膨脹(zhang)系數(shu)較(jiao)(jiao)大(da)，約為鋁的1～2倍(bei)，在焊接(jie)過程中(zhong)易(yi)產生大(da)的焊接(jie)變形，引起較(jiao)(jiao)大(da)的殘(can)余應力。

4、焊縫金屬下塌

由于(yu)鎂的表(biao)面張力比鋁(lv)小，焊接時很容易(yi)產生焊縫金屬下塌，影(ying)響焊縫成形(xing)質量。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接(jie)時(shi)易產生氫氣孔。氫在鎂(mei)中的溶解度(du)隨溫度(du)的降(jiang)低而減小，而且鎂(mei)的密度(du)比鋁小，氣體不易逸出，在焊縫(feng)凝固過程(cheng)中會形成氣孔。

6、熱裂紋

鎂合金易與其他金屬形(xing)成低熔(rong)點共晶組織(zhi)，在焊接接頭中易形(xing)成結晶裂紋。當(dang)接頭處(chu)溫度過高時，接頭組織(zhi)中的低熔(rong)點化合物在晶界(jie)處(chu)會熔(rong)化出現空穴，或產生晶界(jie)氧化等，即所謂的“過燒”現象(xiang)。

此外，鎂及鎂合金易燃燒，所以在熔(rong)化(hua)焊接時需要(yao)惰性(xing)氣體或焊劑的(de)保護。