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(zhu)要有：

1、電弧焊

鎂(mei)(mei)和(he)氧的親(qin)和(he)力大，且(qie)空氣(qi)(qi)中的N2和(he)CO2也容(rong)易與(yu)鎂(mei)(mei)反應生成氮化物、碳化物而導致接頭力學性(xing)能下降，因(yin)而傳統(tong)的無氣(qi)(qi)體保(bao)護(hu)電弧(hu)焊(han)不適合焊(han)接鎂(mei)(mei)合金(jin)。為了保(bao)證焊(han)縫質量，焊(han)接鎂(mei)(mei)合金(jin)時必須采用氬氣(qi)(qi)等惰性(xing)氣(qi)(qi)體保(bao)護(hu)，避免(mian)熔(rong)池與(yu)空氣(qi)(qi)（尤(you)其是氧）接觸。鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)和(he)熔(rong)化極氬弧(hu)焊(han)是用于鎂(mei)(mei)合金(jin)焊(han)接的主要電弧(hu)焊(han)方(fang)法(fa)。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)是(shi)焊(han)接(jie)(jie)鎂合金最常(chang)用(yong)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)方法，它是(shi)在惰性(xing)(xing)氣體的(de)(de)保護(hu)下(xia)，利用(yong)電(dian)弧(hu)熱(re)熔化母(mu)材(cai)和(he)填充金屬。直流電(dian)源(yuan)焊(han)接(jie)(jie)時要采用(yong)反極(ji)(ji)性(xing)(xing)接(jie)(jie)法，以便利用(yong)陰極(ji)(ji)霧化作用(yong)破(po)壞、除(chu)去母(mu)材(cai)表面(mian)上的(de)(de)氧(yang)化膜，減(jian)少(shao)或避免焊(han)縫中(zhong)的(de)(de)氧(yang)化物夾雜(za)。氬(ya)弧(hu)焊(han)的(de)(de)熱(re)影響(xiang)區尺寸(cun)及(ji)變形比較(jiao)(jiao)小，焊(han)縫的(de)(de)力學性(xing)(xing)能和(he)耐腐蝕性(xing)(xing)能也(ye)比較(jiao)(jiao)高。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢極(ji)氬(ya)弧焊相比，熔化極(ji)氬(ya)弧焊焊接(jie)速度快(kuai)，生(sheng)產率高(gao)，全自(zi)動焊速度高(gao)，不過由于(yu)熔融鎂的(de)表面(mian)張力小，電(dian)極(ji)絲前(qian)端的(de)熔滴難以(yi)脫(tuo)離(li)且焊接(jie)電(dian)流過高(gao)時(shi)熔滴爆炸蒸發(fa)造成飛濺。

（3）等離子弧焊

等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)是一種受到約束的(de)(de)(de)非自由電(dian)弧(hu)，也(ye)稱(cheng)壓縮電(dian)弧(hu)，其溫(wen)度和(he)能量密度都顯著高(gao)于普通(tong)電(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)，穿透力(li)較強，適合(he)(he)于厚板(ban)(ban)與(yu)弧(hu)長要(yao)求較大的(de)(de)(de)場合(he)(he)。采用等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊焊接鎂合(he)(he)金時，可以(yi)在背(bei)面無墊(dian)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)情況下實(shi)現厚板(ban)(ban)對接的(de)(de)(de)一次(ci)全焊透，且(qie)焊縫表(biao)面光滑，表(biao)現出良好的(de)(de)(de)疲勞力(li)學性能。有研究(jiu)表(biao)明鎂合(he)(he)金變(bian)極性等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊的(de)(de)(de)可調(diao)焊接參數區間比較窄，且(qie)參數變(bian)化的(de)(de)(de)影響較大。

2、氣焊

氣焊(han)(han)的(de)(de)(de)熱源是火焰（氧和(he)(he)燃氣混(hun)合(he)燃燒形成(cheng)），熱量不(bu)集中(zhong)，焊(han)(han)件被加(jia)熱區較(jiao)(jiao)寬，容易在(zai)(zai)接(jie)頭區導致較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)收縮應(ying)力，形成(cheng)裂紋等(deng)缺陷。同(tong)時殘留(liu)在(zai)(zai)焊(han)(han)縫中(zhong)的(de)(de)(de)助焊(han)(han)劑容易產(chan)生(sheng)夾渣和(he)(he)發生(sheng)腐蝕(shi)，因而氣焊(han)(han)主要(yao)(yao)用于(yu)沒有合(he)適熔焊(han)(han)設備的(de)(de)(de)現(xian)場或不(bu)太重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)薄板構件以及鑄(zhu)件的(de)(de)(de)焊(han)(han)補。鎂及鎂合(he)金氣焊(han)(han)可選用QJ401助焊(han)(han)劑，試驗表明，該(gai)熔劑工(gong)藝性尚好，但對鎂的(de)(de)(de)腐蝕(shi)性強(qiang)，焊(han)(han)后應(ying)徹底清理干凈。厚度小于(yu)3mm的(de)(de)(de)鎂合(he)金件焊(han)(han)接(jie)時，氣焊(han)(han)焊(han)(han)炬和(he)(he)焊(han)(han)絲應(ying)作(zuo)縱向(xiang)運動(dong)(dong)，不(bu)宜采用橫向(xiang)擺動(dong)(dong)。焊(han)(han)件厚度較(jiao)(jiao)大(da)時，允許氣焊(han)(han)焊(han)(han)炬和(he)(he)焊(han)(han)絲略作(zuo)橫向(xiang)擺動(dong)(dong)。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電(dian)子束(shu)的能量密(mi)度高，穿透力很強，具有(you)焊接(jie)速(su)度快，熱輸入(ru)少，焊道(dao)寬(kuan)度及熱影響(xiang)區窄，焊道(dao)熔深大(da)，變形小，焊縫(feng)純潔度高等優點(dian)。焊接(jie)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)時在電(dian)子束(shu)下(xia)方會立(li)刻產生(sheng)鎂(mei)蒸(zheng)氣(qi)，熔融金(jin)(jin)屬隨即進入(ru)所(suo)(suo)產生(sheng)的小孔(kong)(kong)(kong)中(zhong)。由于鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)的熔點(dian)低、蒸(zheng)氣(qi)壓高，因而(er)所(suo)(suo)生(sheng)成(cheng)的小孔(kong)(kong)(kong)也比其他的金(jin)(jin)屬要(yao)大(da)，容易(yi)在焊縫(feng)根部形成(cheng)氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)，因此要(yao)求有(you)一套精確的操作(zuo)工藝以防(fang)止氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)與過熱。焊接(jie)過程中(zhong)電(dian)子束(shu)的周向擺動和聚焦點(dian)位置的調節有(you)利于消除氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)，獲得(de)優質焊縫(feng)。

（2）激光焊

激光(guang)(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)是(shi)利用(yong)高(gao)能量(liang)密度(du)激光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)作為熱(re)(re)源(yuan)進行(xing)焊(han)(han)(han)接的(de)一種高(gao)效精密加工(gong)方(fang)法。與(yu)其(qi)他熔焊(han)(han)(han)方(fang)法相(xiang)比，激光(guang)(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)具有能量(liang)密度(du)高(gao)，熱(re)(re)輸入少，接頭(tou)區殘余(yu)應力和變形小，熔化區和熱(re)(re)影響區窄，熔深(shen)大(da)、焊(han)(han)(han)縫組織細小、接頭(tou)性能好(hao)等(deng)優點。此(ci)外激光(guang)(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)不需要(yao)真空條件(jian)，保護氣體種類及壓力范(fan)圍可(ke)(ke)方(fang)便選擇，可(ke)(ke)借助偏轉棱鏡或光(guang)(guang)(guang)(guang)導(dao)纖維將(jiang)激光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)引導(dao)到難以接近的(de)部位進行(xing)焊(han)(han)(han)接、操作靈活(huo)，可(ke)(ke)穿過透明材料聚焦焊(han)(han)(han)接等(deng)，這些(xie)都是(shi)電(dian)子束(shu)焊(han)(han)(han)難以具備的(de)。激光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)可(ke)(ke)靈活(huo)控制，易(yi)于實現(xian)工(gong)件(jian)的(de)三維自(zi)動化焊(han)(han)(han)接。研究表(biao)明變形鎂合金的(de)激光(guang)(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫強度(du)可(ke)(ke)與(yu)母材的(de)相(xiang)近，通過選用(yong)適當的(de)工(gong)藝參數可(ke)(ke)避免(mian)氣孔與(yu)咬邊(bian)的(de)產生。

4、壓力焊

壓力焊是利用摩擦、加(jia)壓和(he)熱擴(kuo)散等(deng)物理作用克服兩(liang)個連(lian)接表面的粗糙度，并除去（擠走(zou)）氧化膜(mo)及其(qi)他(ta)污染物，使兩(liang)個連(lian)接表面上的原子相互接近到晶格距(ju)離，從而實現(xian)固態連(lian)接。

（1）電阻點焊

鎂合(he)金薄(bo)板和擠壓件都可以采用(yong)常(chang)(chang)(chang)規的電阻焊(han)(han)，如縫焊(han)(han)、點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)和閃光對焊(han)(han)進行焊(han)(han)接，其中點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)最常(chang)(chang)(chang)用(yong)。電阻點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)一般用(yong)于承受(shou)低(di)載荷(he)的工件焊(han)(han)接，如某些鎂合(he)金框架、儀表(biao)艙(cang)、隔板等常(chang)(chang)(chang)采用(yong)電阻點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)。只(zhi)要焊(han)(han)機(ji)功率能保(bao)證瞬(shun)時快(kuai)速加(jia)熱，直流脈沖點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)機(ji)及一般的交流點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)機(ji)均可適用(yong)于鎂合(he)金的點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)。

（2）摩擦焊

鑄(zhu)造(zao)鎂合(he)金(jin)(jin)特別是壓鑄(zhu)鎂合(he)金(jin)(jin)應用比較廣泛(fan)。然而(er)，殘(can)留很多(duo)微氣(qi)孔(kong)是壓鑄(zhu)合(he)金(jin)(jin)產品存(cun)在的(de)(de)致命問題，這些氣(qi)孔(kong)因受熱(re)而(er)出現聚焦長大(da)，嚴(yan)重地影響了合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)力學性(xing)能。因此這類(lei)鎂合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熔化焊通常(chang)難(nan)以獲得理想的(de)(de)焊縫。于是，鎂合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)摩(mo)擦焊成為了關注熱(re)點之一。摩(mo)擦焊是在外力驅動(dong)下，利用焊件接觸面之間(jian)的(de)(de)相對摩(mo)擦運動(dong)產生熱(re)量(liang)，使接觸面及其附(fu)近區域(yu)的(de)(de)金(jin)(jin)屬達到粘塑(su)(su)性(xing)狀態并產生適當的(de)(de)宏觀塑(su)(su)性(xing)變(bian)形，然后通過(guo)兩(liang)側(ce)材料間(jian)的(de)(de)相互擴散和動(dong)態再結(jie)晶(jing)而(er)完成焊接。

（3）釬焊

鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)的(de)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)工(gong)藝與(yu)鋁合(he)金(jin)(jin)相似。可(ke)采(cai)用(yong)火焰釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)、爐中釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)及(ji)浸(jin)(jin)漬(zi)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)等方法，其中以浸(jin)(jin)漬(zi)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)應用(yong)最為(wei)廣泛(fan)。釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)時(shi)所(suo)用(yong)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料一般(ban)都(dou)是鎂(mei)基合(he)金(jin)(jin)組分，如Mg2Al2Zn釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料，適(shi)配釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)為(wei)氯化物和氟化物的(de)混合(he)粉末。無鍍層(ceng)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)的(de)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)工(gong)藝一般(ban)僅(jin)限(xian)于硬釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)，因為(wei)還沒有(you)找到合(he)適(shi)的(de)去膜及(ji)界面(mian)活化軟(ruan)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)。因此，對于無鍍層(ceng)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)的(de)無釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)軟(ruan)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)僅(jin)限(xian)于焊(han)(han)接角接頭和填補變(bian)形件及(ji)鑄件噴涂前的(de)非(fei)關鍵面(mian)上的(de)表面(mian)缺陷。而(er)帶有(you)鍍層(ceng)的(de)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)可(ke)以采(cai)用(yong)常用(yong)的(de)軟(ruan)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)技術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂合金的(de)性(xing)能與其(qi)他材料相比具有顯著特(te)(te)點，焊接性(xing)較為特(te)(te)殊(shu)。由(you)于鎂合金密度低(di)、熔(rong)點低(di)、熱導率(lv)和(he)電導率(lv)大、熱膨脹系(xi)數大、化學(xue)活潑性(xing)很強、易氧化且氧化物(wu)的(de)熔(rong)點很高，因此，鎂合金在焊接過程中會產生一(yi)系(xi)列困(kun)難，主要表現在：

1、氧化和蒸發

由于鎂的(de)(de)氧化(hua)(hua)性(xing)極強(qiang)，在焊(han)接過程中易(yi)(yi)(yi)形成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂（MgO），MgO熔(rong)點高（2500℃）、密度大（3.2g/cm3），易(yi)(yi)(yi)在焊(han)縫中形成(cheng)夾雜，降低了焊(han)縫性(xing)能。在高溫下，鎂還(huan)容易(yi)(yi)(yi)和空(kong)氣(qi)中的(de)(de)氮發生化(hua)(hua)學(xue)反應生成(cheng)鎂的(de)(de)氮化(hua)(hua)物，弱化(hua)(hua)接頭的(de)(de)性(xing)能。鎂的(de)(de)沸點不高，這將導(dao)致在電(dian)弧高溫下很容易(yi)(yi)(yi)蒸發。

2、晶粒粗大

由于熱(re)導率大(da)，故(gu)焊接鎂合(he)金(jin)時要用大(da)功(gong)率熱(re)源(yuan)、高(gao)速焊接，易造成焊縫(feng)和(he)近(jin)焊縫(feng)區(qu)金(jin)屬過熱(re)和(he)晶(jing)粒長大(da)。

3、熱應力

鎂合金(jin)熱膨脹系數較(jiao)大，約為鋁的1～2倍，在(zai)焊(han)接(jie)過程中易產(chan)生(sheng)大的焊(han)接(jie)變形，引(yin)起較(jiao)大的殘余應力。

4、焊縫金屬下塌

由(you)于(yu)鎂的表面張力比(bi)鋁小，焊(han)(han)接(jie)時很容易產生焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬下(xia)塌，影響焊(han)(han)縫(feng)(feng)成形質量。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊(han)接時(shi)易(yi)(yi)產(chan)生氫(qing)氣(qi)(qi)孔(kong)。氫(qing)在(zai)鎂中(zhong)的(de)溶(rong)解度隨(sui)溫度的(de)降低(di)而減小(xiao)(xiao)，而且鎂的(de)密度比鋁小(xiao)(xiao)，氣(qi)(qi)體不易(yi)(yi)逸出(chu)，在(zai)焊(han)縫凝(ning)固過(guo)程中(zhong)會形成(cheng)氣(qi)(qi)孔(kong)。

6、熱裂紋

鎂(mei)合金易與其(qi)他金屬形成低熔點共晶組(zu)(zu)織，在(zai)焊接(jie)接(jie)頭中(zhong)易形成結晶裂紋。當接(jie)頭處溫度過(guo)高時，接(jie)頭組(zu)(zu)織中(zhong)的低熔點化合物在(zai)晶界(jie)處會熔化出現(xian)空穴，或產生晶界(jie)氧化等(deng)，即所(suo)謂的“過(guo)燒(shao)”現(xian)象。

此(ci)外，鎂(mei)及鎂(mei)合金(jin)易燃燒，所以在熔化(hua)焊接時需要惰(duo)性氣體或焊劑的保(bao)護。