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(han)接的方法主(zhu)要有：

1、電弧焊

鎂和(he)氧的(de)(de)親和(he)力大，且空(kong)氣(qi)中的(de)(de)N2和(he)CO2也容(rong)易與鎂反(fan)應(ying)生成氮化物、碳化物而導(dao)致接頭(tou)力學(xue)性能下(xia)降，因而傳統的(de)(de)無氣(qi)體保護電弧(hu)(hu)焊(han)不適合焊(han)接鎂合金。為了保證(zheng)焊(han)縫質量，焊(han)接鎂合金時必須采用氬氣(qi)等惰(duo)性氣(qi)體保護，避免熔池與空(kong)氣(qi)（尤其(qi)是(shi)氧）接觸。鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)和(he)熔化極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)是(shi)用于鎂合金焊(han)接的(de)(de)主要電弧(hu)(hu)焊(han)方法。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極氬(ya)(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)是焊(han)(han)(han)(han)接(jie)鎂合金最(zui)常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)，它(ta)是在惰性氣體的(de)(de)(de)保護下，利用(yong)(yong)電弧熱熔(rong)化母材和填充金屬。直流電源(yuan)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時要采用(yong)(yong)反極性接(jie)法(fa)，以便利用(yong)(yong)陰極霧化作用(yong)(yong)破壞(huai)、除去母材表面上的(de)(de)(de)氧化膜，減少(shao)或(huo)避免(mian)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)(de)(de)氧化物夾(jia)雜。氬(ya)(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)熱影響區尺寸(cun)及變(bian)形比較小(xiao)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)力學(xue)性能和耐腐蝕性能也比較高。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢極(ji)(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)相比，熔(rong)化極(ji)(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)速度快，生產率(lv)高(gao)，全(quan)自動焊(han)(han)速度高(gao)，不過由(you)于熔(rong)融鎂的表面張力小，電極(ji)(ji)絲前端的熔(rong)滴難(nan)以脫離且(qie)焊(han)(han)接(jie)電流過高(gao)時熔(rong)滴爆炸蒸發造(zao)成飛濺。

（3）等離子弧焊

等離子弧(hu)是一種受到約束(shu)的(de)(de)(de)非自由電(dian)(dian)弧(hu)，也稱壓(ya)縮(suo)電(dian)(dian)弧(hu)，其溫度和能量密度都顯著高(gao)于(yu)普通電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)，穿(chuan)透(tou)力較(jiao)強(qiang)，適合于(yu)厚板與弧(hu)長要求較(jiao)大的(de)(de)(de)場(chang)合。采用等離子弧(hu)焊(han)焊(han)接鎂合金時，可(ke)以在背面(mian)無墊板的(de)(de)(de)情(qing)況下實現厚板對接的(de)(de)(de)一次全焊(han)透(tou)，且焊(han)縫表(biao)(biao)面(mian)光滑，表(biao)(biao)現出良好的(de)(de)(de)疲勞力學性能。有研究表(biao)(biao)明鎂合金變(bian)極性等離子弧(hu)焊(han)的(de)(de)(de)可(ke)調焊(han)接參數區(qu)間比(bi)較(jiao)窄，且參數變(bian)化的(de)(de)(de)影(ying)響較(jiao)大。

2、氣焊

氣焊(han)(han)(han)的(de)(de)熱(re)源(yuan)是火焰（氧和燃(ran)氣混合(he)燃(ran)燒(shao)形成(cheng)），熱(re)量不(bu)集中，焊(han)(han)(han)件(jian)被加熱(re)區較寬，容易在(zai)接(jie)頭(tou)區導致較大的(de)(de)收(shou)縮應力(li)，形成(cheng)裂紋等(deng)缺(que)陷(xian)。同時殘(can)留(liu)在(zai)焊(han)(han)(han)縫中的(de)(de)助焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)容易產生(sheng)夾渣和發生(sheng)腐蝕，因而氣焊(han)(han)(han)主要(yao)用(yong)于沒(mei)有合(he)適熔焊(han)(han)(han)設(she)備的(de)(de)現場或(huo)不(bu)太重要(yao)的(de)(de)薄板構(gou)件(jian)以及(ji)鑄件(jian)的(de)(de)焊(han)(han)(han)補。鎂及(ji)鎂合(he)金氣焊(han)(han)(han)可選用(yong)QJ401助焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)，試(shi)驗表明，該熔劑(ji)(ji)工藝性尚好，但對鎂的(de)(de)腐蝕性強，焊(han)(han)(han)后應徹(che)底清理干凈。厚度(du)小于3mm的(de)(de)鎂合(he)金件(jian)焊(han)(han)(han)接(jie)時，氣焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬和焊(han)(han)(han)絲應作縱向運(yun)動(dong)，不(bu)宜采用(yong)橫(heng)(heng)向擺(bai)動(dong)。焊(han)(han)(han)件(jian)厚度(du)較大時，允許(xu)氣焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬和焊(han)(han)(han)絲略作橫(heng)(heng)向擺(bai)動(dong)。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電(dian)子(zi)束的(de)(de)能量密(mi)度高(gao)(gao)，穿透(tou)力很強，具有(you)焊(han)接(jie)速度快，熱輸入(ru)少，焊(han)道寬度及熱影響(xiang)區窄，焊(han)道熔(rong)深大，變形小，焊(han)縫純潔度高(gao)(gao)等優點。焊(han)接(jie)鎂(mei)合(he)金時(shi)在電(dian)子(zi)束下方會立刻(ke)產(chan)生鎂(mei)蒸(zheng)氣(qi)(qi)，熔(rong)融(rong)金屬(shu)隨(sui)即進入(ru)所(suo)產(chan)生的(de)(de)小孔(kong)(kong)中。由于(yu)鎂(mei)合(he)金的(de)(de)熔(rong)點低、蒸(zheng)氣(qi)(qi)壓高(gao)(gao)，因而所(suo)生成的(de)(de)小孔(kong)(kong)也比其他的(de)(de)金屬(shu)要大，容易在焊(han)縫根(gen)部形成氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)，因此要求有(you)一套精確的(de)(de)操作工藝以防止氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)與過熱。焊(han)接(jie)過程中電(dian)子(zi)束的(de)(de)周向擺動(dong)和聚焦點位置的(de)(de)調(diao)節有(you)利于(yu)消除氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)，獲得優質焊(han)縫。

（2）激光焊

激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)是利用(yong)高(gao)能量密度(du)激(ji)(ji)光(guang)束(shu)(shu)(shu)作為熱源進行(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)一種(zhong)(zhong)高(gao)效精(jing)密加工(gong)方法。與其他熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)方法相比，激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)具有能量密度(du)高(gao)，熱輸入少(shao)，接(jie)(jie)(jie)頭區(qu)殘余應力和變形小，熔(rong)化區(qu)和熱影響(xiang)區(qu)窄，熔(rong)深大、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)組織細小、接(jie)(jie)(jie)頭性(xing)能好等優點(dian)。此外激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)不需(xu)要真空條(tiao)件，保護氣體(ti)種(zhong)(zhong)類(lei)及壓力范圍可(ke)方便選(xuan)擇，可(ke)借助偏轉棱鏡(jing)或光(guang)導纖(xian)維(wei)將激(ji)(ji)光(guang)束(shu)(shu)(shu)引導到難以接(jie)(jie)(jie)近(jin)的(de)(de)部位(wei)進行(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)、操作靈活(huo)，可(ke)穿過(guo)透明(ming)材料聚焦焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)等，這些都是電子束(shu)(shu)(shu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)難以具備的(de)(de)。激(ji)(ji)光(guang)束(shu)(shu)(shu)可(ke)靈活(huo)控制(zhi)，易于實(shi)現(xian)工(gong)件的(de)(de)三維(wei)自動化焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。研(yan)究(jiu)表明(ming)變形鎂(mei)合金的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)強度(du)可(ke)與母材的(de)(de)相近(jin)，通過(guo)選(xuan)用(yong)適當的(de)(de)工(gong)藝參數可(ke)避免氣孔與咬邊的(de)(de)產生。

4、壓力焊

壓(ya)(ya)力焊是利用摩擦、加壓(ya)(ya)和熱(re)擴散等(deng)物(wu)理作用克服兩個連(lian)接(jie)表面的(de)粗糙度，并(bing)除去(qu)（擠走(zou)）氧化膜及其他污染物(wu)，使兩個連(lian)接(jie)表面上(shang)的(de)原子相互(hu)接(jie)近到晶格距離，從(cong)而實現(xian)固態連(lian)接(jie)。

（1）電阻點焊

鎂(mei)合(he)金薄板和(he)擠壓(ya)件都可以采用(yong)(yong)常規的電阻焊(han)(han)，如(ru)縫焊(han)(han)、點(dian)焊(han)(han)和(he)閃光對焊(han)(han)進行焊(han)(han)接(jie)，其(qi)中點(dian)焊(han)(han)最常用(yong)(yong)。電阻點(dian)焊(han)(han)一般用(yong)(yong)于承受低載荷(he)的工件焊(han)(han)接(jie)，如(ru)某些鎂(mei)合(he)金框架(jia)、儀表(biao)艙、隔板等常采用(yong)(yong)電阻點(dian)焊(han)(han)。只要焊(han)(han)機(ji)功率能(neng)保證瞬時快(kuai)速(su)加熱(re)，直(zhi)流脈沖點(dian)焊(han)(han)機(ji)及(ji)一般的交流點(dian)焊(han)(han)機(ji)均可適用(yong)(yong)于鎂(mei)合(he)金的點(dian)焊(han)(han)。

（2）摩擦焊

鑄造鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)特別(bie)是(shi)(shi)壓鑄鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)應用(yong)比較(jiao)廣泛。然而(er)，殘留很多微氣(qi)孔是(shi)(shi)壓鑄合金(jin)(jin)(jin)產(chan)品(pin)存在(zai)的(de)致命(ming)問題，這(zhe)些氣(qi)孔因受(shou)熱而(er)出(chu)現聚焦(jiao)長大(da)，嚴重地(di)影響了合金(jin)(jin)(jin)的(de)力(li)學(xue)性(xing)能。因此這(zhe)類(lei)鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)熔(rong)化焊(han)通常難以獲得理想的(de)焊(han)縫(feng)。于是(shi)(shi)，鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)(jin)的(de)摩擦焊(han)成為(wei)了關注熱點之一。摩擦焊(han)是(shi)(shi)在(zai)外力(li)驅(qu)動下，利用(yong)焊(han)件接觸面之間的(de)相對摩擦運(yun)動產(chan)生(sheng)(sheng)熱量，使接觸面及其附近區域的(de)金(jin)(jin)(jin)屬達到粘塑(su)性(xing)狀(zhuang)態(tai)并產(chan)生(sheng)(sheng)適當的(de)宏觀塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)，然后通過兩(liang)側材料(liao)間的(de)相互擴散和動態(tai)再結晶而(er)完成焊(han)接。

（3）釬焊

鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝與鋁合(he)(he)金(jin)(jin)相似。可采(cai)用(yong)(yong)火焰釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)、爐中釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)及浸(jin)漬(zi)(zi)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)等方法，其(qi)中以(yi)浸(jin)漬(zi)(zi)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)應用(yong)(yong)最為(wei)廣泛。釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)時所(suo)用(yong)(yong)釬(han)(han)料一般都是鎂(mei)基合(he)(he)金(jin)(jin)組(zu)分(fen)，如Mg2Al2Zn釬(han)(han)料，適(shi)配釬(han)(han)劑為(wei)氯化物(wu)和(he)氟化物(wu)的(de)(de)混合(he)(he)粉(fen)末。無(wu)鍍(du)層(ceng)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝一般僅限于硬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)，因為(wei)還沒有找到合(he)(he)適(shi)的(de)(de)去膜及界面(mian)活(huo)化軟釬(han)(han)劑。因此，對于無(wu)鍍(du)層(ceng)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)無(wu)釬(han)(han)劑軟釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)僅限于焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)角接(jie)頭和(he)填補(bu)變形件及鑄件噴涂前的(de)(de)非關(guan)鍵面(mian)上的(de)(de)表面(mian)缺陷(xian)。而帶有鍍(du)層(ceng)的(de)(de)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)可以(yi)采(cai)用(yong)(yong)常用(yong)(yong)的(de)(de)軟釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)技術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂(mei)合金(jin)(jin)的性能與其他材料相比具有顯著特點(dian)，焊接性較為特殊。由于(yu)鎂(mei)合金(jin)(jin)密度低、熔點(dian)低、熱導率和電(dian)導率大、熱膨脹(zhang)系(xi)數大、化學(xue)活潑性很強、易氧(yang)化且氧(yang)化物(wu)的熔點(dian)很高，因(yin)此，鎂(mei)合金(jin)(jin)在焊接過程中(zhong)會產(chan)生(sheng)一系(xi)列困(kun)難，主要表現在：

1、氧化和蒸發

由于鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧化(hua)(hua)性(xing)極強，在(zai)焊接(jie)過程中易(yi)形(xing)成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)（MgO），MgO熔點高(gao)（2500℃）、密度大（3.2g/cm3），易(yi)在(zai)焊縫(feng)中形(xing)成(cheng)夾雜，降低了焊縫(feng)性(xing)能(neng)。在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)，鎂(mei)(mei)還容易(yi)和空(kong)氣中的(de)(de)氮發(fa)生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)學反應生(sheng)(sheng)成(cheng)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氮化(hua)(hua)物，弱化(hua)(hua)接(jie)頭的(de)(de)性(xing)能(neng)。鎂(mei)(mei)的(de)(de)沸點不(bu)高(gao)，這將導致(zhi)在(zai)電弧高(gao)溫(wen)下(xia)很容易(yi)蒸發(fa)。

2、晶粒粗大

由于熱導(dao)率大(da)，故(gu)焊(han)(han)接鎂(mei)合金時要用大(da)功率熱源、高速焊(han)(han)接，易(yi)造成焊(han)(han)縫和近焊(han)(han)縫區金屬過熱和晶粒長(chang)大(da)。

3、熱應力

鎂(mei)合金熱(re)膨脹系數較大，約(yue)為(wei)鋁的(de)1～2倍，在(zai)焊(han)(han)接過程中(zhong)易產生大的(de)焊(han)(han)接變形，引起較大的(de)殘余應力。

4、焊縫金屬下塌

由于鎂的表面張力比鋁小，焊接(jie)時很容易產生焊縫金屬下塌(ta)，影響焊縫成形質量。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接(jie)時易(yi)產(chan)生氫(qing)氣(qi)孔。氫(qing)在鎂(mei)(mei)中的溶解(jie)度(du)(du)隨溫度(du)(du)的降(jiang)低而(er)減小，而(er)且鎂(mei)(mei)的密度(du)(du)比(bi)鋁小，氣(qi)體不易(yi)逸出，在焊縫凝固過程中會形成氣(qi)孔。

6、熱裂紋

鎂(mei)合金(jin)易與其他金(jin)屬形成低熔點(dian)共晶(jing)組織(zhi)，在(zai)焊接(jie)接(jie)頭中易形成結晶(jing)裂紋。當接(jie)頭處溫度過高時，接(jie)頭組織(zhi)中的(de)低熔點(dian)化(hua)合物在(zai)晶(jing)界(jie)處會(hui)熔化(hua)出(chu)現(xian)空(kong)穴，或(huo)產(chan)生(sheng)晶(jing)界(jie)氧化(hua)等，即(ji)所謂(wei)的(de)“過燒”現(xian)象。

此外，鎂(mei)及鎂(mei)合金(jin)易(yi)燃燒(shao)，所(suo)以在熔化焊接(jie)時需(xu)要惰性氣體(ti)或焊劑的保(bao)護。