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)接的方法主要有：

1、電弧焊

鎂和(he)(he)氧的親(qin)和(he)(he)力大，且空氣(qi)中的N2和(he)(he)CO2也(ye)容易與鎂反應生成氮化物、碳化物而(er)導致接(jie)(jie)頭(tou)力學性能(neng)下降，因(yin)而(er)傳統的無氣(qi)體保(bao)護電弧焊(han)(han)不(bu)適合(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)鎂合(he)金(jin)(jin)。為了保(bao)證焊(han)(han)縫(feng)質(zhi)量，焊(han)(han)接(jie)(jie)鎂合(he)金(jin)(jin)時(shi)必須采用(yong)氬(ya)氣(qi)等惰性氣(qi)體保(bao)護，避免熔池與空氣(qi)（尤(you)其是氧）接(jie)(jie)觸。鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)和(he)(he)熔化極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)是用(yong)于鎂合(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)接(jie)(jie)的主要(yao)電弧焊(han)(han)方法。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)是(shi)焊(han)(han)接(jie)鎂合金(jin)最常用的焊(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)，它是(shi)在惰性(xing)氣體的保護(hu)下，利用電(dian)(dian)弧熱熔化母材(cai)和(he)填充金(jin)屬(shu)。直(zhi)流電(dian)(dian)源焊(han)(han)接(jie)時(shi)要(yao)采用反(fan)極(ji)性(xing)接(jie)法(fa)，以(yi)便(bian)利用陰極(ji)霧化作用破壞、除去(qu)母材(cai)表面(mian)上的氧化膜(mo)，減少或避免焊(han)(han)縫中的氧化物夾雜。氬弧焊(han)(han)的熱影響(xiang)區尺寸及變形比較(jiao)(jiao)小(xiao)，焊(han)(han)縫的力(li)學性(xing)能(neng)(neng)和(he)耐(nai)腐蝕性(xing)能(neng)(neng)也比較(jiao)(jiao)高。

（2）熔化極氬弧焊

與(yu)鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)(han)相比(bi)，熔化極氬(ya)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)速度快(kuai)，生產率高(gao)，全自動焊(han)(han)速度高(gao)，不過(guo)由于熔融鎂的(de)表面張力小，電極絲前端的(de)熔滴難以脫離且焊(han)(han)接(jie)電流(liu)過(guo)高(gao)時(shi)熔滴爆炸蒸發造成(cheng)飛濺。

（3）等離子弧焊

等離(li)子(zi)弧(hu)是一種(zhong)受到(dao)約束的(de)(de)非自由(you)電(dian)弧(hu)，也稱壓縮電(dian)弧(hu)，其溫(wen)度和能(neng)量(liang)密(mi)度都顯著高于普通電(dian)弧(hu)的(de)(de)，穿(chuan)透(tou)力較強，適合于厚板與(yu)弧(hu)長要求(qiu)較大的(de)(de)場合。采(cai)用等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)鎂(mei)合金(jin)(jin)時(shi)，可以在背(bei)面(mian)無墊板的(de)(de)情況下實現厚板對接(jie)的(de)(de)一次全焊(han)(han)透(tou)，且(qie)焊(han)(han)縫(feng)表面(mian)光滑(hua)，表現出良好的(de)(de)疲勞力學性能(neng)。有研究表明鎂(mei)合金(jin)(jin)變極性等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)可調焊(han)(han)接(jie)參(can)數(shu)區間比較窄，且(qie)參(can)數(shu)變化的(de)(de)影響較大。

2、氣焊

氣(qi)焊(han)(han)的(de)(de)熱(re)(re)源是火焰（氧和(he)燃(ran)氣(qi)混合(he)燃(ran)燒形(xing)成），熱(re)(re)量不(bu)集(ji)中，焊(han)(han)件被加(jia)熱(re)(re)區(qu)(qu)較(jiao)寬，容易(yi)在(zai)接頭(tou)區(qu)(qu)導致較(jiao)大的(de)(de)收(shou)縮應(ying)力，形(xing)成裂紋等缺陷。同時殘留在(zai)焊(han)(han)縫中的(de)(de)助(zhu)焊(han)(han)劑(ji)容易(yi)產(chan)生夾渣和(he)發生腐(fu)蝕，因(yin)而氣(qi)焊(han)(han)主要(yao)用(yong)于(yu)沒有合(he)適熔焊(han)(han)設備(bei)的(de)(de)現場或不(bu)太重要(yao)的(de)(de)薄(bo)板構件以及鑄件的(de)(de)焊(han)(han)補。鎂(mei)及鎂(mei)合(he)金氣(qi)焊(han)(han)可(ke)選用(yong)QJ401助(zhu)焊(han)(han)劑(ji)，試驗表明，該熔劑(ji)工藝(yi)性(xing)尚好，但(dan)對鎂(mei)的(de)(de)腐(fu)蝕性(xing)強，焊(han)(han)后應(ying)徹(che)底清理(li)干凈。厚度小(xiao)于(yu)3mm的(de)(de)鎂(mei)合(he)金件焊(han)(han)接時，氣(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬(ju)和(he)焊(han)(han)絲(si)(si)應(ying)作(zuo)縱向運動，不(bu)宜采(cai)用(yong)橫(heng)向擺(bai)動。焊(han)(han)件厚度較(jiao)大時，允許氣(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬(ju)和(he)焊(han)(han)絲(si)(si)略作(zuo)橫(heng)向擺(bai)動。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電(dian)子束的能(neng)量密度(du)高，穿透力很強，具有焊(han)(han)(han)接速度(du)快，熱(re)輸(shu)入少(shao)，焊(han)(han)(han)道寬(kuan)度(du)及(ji)熱(re)影(ying)響區窄，焊(han)(han)(han)道熔(rong)(rong)深大，變形小，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)純潔度(du)高等優點(dian)。焊(han)(han)(han)接鎂合金(jin)時在電(dian)子束下方會立刻產(chan)生(sheng)鎂蒸(zheng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)，熔(rong)(rong)融金(jin)屬隨即(ji)進入所(suo)產(chan)生(sheng)的小孔(kong)(kong)中。由(you)于鎂合金(jin)的熔(rong)(rong)點(dian)低、蒸(zheng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓高，因而所(suo)生(sheng)成的小孔(kong)(kong)也比(bi)其(qi)他的金(jin)屬要大，容易在焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)根部形成氣(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)，因此要求(qiu)有一(yi)套精確的操作工藝(yi)以防止氣(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)與過(guo)熱(re)。焊(han)(han)(han)接過(guo)程中電(dian)子束的周向擺動和(he)聚焦(jiao)點(dian)位置的調節(jie)有利(li)于消除氣(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)，獲得優質(zhi)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)。

（2）激光焊

激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)是利用高能量(liang)密(mi)(mi)度激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)束作為熱(re)源進(jin)(jin)行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)一(yi)種高效精密(mi)(mi)加(jia)工(gong)方法。與其他(ta)熔焊(han)(han)(han)(han)(han)方法相(xiang)比，激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)具有能量(liang)密(mi)(mi)度高，熱(re)輸入(ru)少，接(jie)(jie)頭區殘余(yu)應力和(he)變形小(xiao)，熔化區和(he)熱(re)影響區窄，熔深大(da)、焊(han)(han)(han)(han)(han)縫組織(zhi)細小(xiao)、接(jie)(jie)頭性能好(hao)等(deng)優點。此外激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)不需要真空條(tiao)件，保護(hu)氣體種類及壓力范圍可方便選擇(ze)，可借助偏轉棱(leng)鏡(jing)或光(guang)(guang)導纖維(wei)將激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)束引(yin)導到難(nan)以接(jie)(jie)近(jin)(jin)的(de)(de)部位進(jin)(jin)行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)、操(cao)作靈活，可穿過透明材料聚焦焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)等(deng)，這(zhe)些都是電子束焊(han)(han)(han)(han)(han)難(nan)以具備的(de)(de)。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)束可靈活控制，易于(yu)實(shi)現工(gong)件的(de)(de)三維(wei)自動化焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。研究(jiu)表(biao)明變形鎂合(he)金的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫強度可與母材的(de)(de)相(xiang)近(jin)(jin)，通過選用適(shi)當的(de)(de)工(gong)藝參數可避免氣孔與咬邊的(de)(de)產生。

4、壓力焊

壓力焊是利(li)用(yong)摩擦(ca)、加壓和熱擴散等物(wu)理作用(yong)克服(fu)兩個連(lian)接(jie)表面(mian)的(de)粗糙度(du)，并除去（擠走）氧化膜及其他污染(ran)物(wu)，使兩個連(lian)接(jie)表面(mian)上(shang)的(de)原子相互接(jie)近到(dao)晶格距離，從而實現固態連(lian)接(jie)。

（1）電阻點焊

鎂合金薄板和擠壓件(jian)都可以(yi)采用常(chang)規的(de)電阻焊(han)(han)(han)(han)，如縫焊(han)(han)(han)(han)、點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)和閃光對焊(han)(han)(han)(han)進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，其中點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)最(zui)常(chang)用。電阻點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)一(yi)般(ban)用于承(cheng)受(shou)低載荷的(de)工件(jian)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，如某些(xie)鎂合金框架、儀表艙(cang)、隔板等常(chang)采用電阻點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)。只要焊(han)(han)(han)(han)機(ji)功率能保證瞬時快(kuai)速加熱，直(zhi)流脈沖(chong)點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)機(ji)及一(yi)般(ban)的(de)交流點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)機(ji)均可適用于鎂合金的(de)點(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)。

（2）摩擦焊

鑄(zhu)造鎂合金(jin)特別(bie)是壓鑄(zhu)鎂合金(jin)應用比較廣泛。然而，殘留很多微(wei)氣孔是壓鑄(zhu)合金(jin)產品(pin)存在(zai)的(de)(de)(de)致命問題，這(zhe)(zhe)些氣孔因(yin)受熱(re)而出(chu)現聚焦長大，嚴重地影響了(le)合金(jin)的(de)(de)(de)力學性能。因(yin)此這(zhe)(zhe)類鎂合金(jin)的(de)(de)(de)熔化(hua)焊(han)通(tong)常難以(yi)獲得理想的(de)(de)(de)焊(han)縫。于(yu)是，鎂合金(jin)的(de)(de)(de)摩擦焊(han)成(cheng)為了(le)關注熱(re)點之(zhi)一。摩擦焊(han)是在(zai)外力驅動下，利(li)用焊(han)件接(jie)(jie)觸面之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)相對摩擦運動產生熱(re)量，使接(jie)(jie)觸面及(ji)其附(fu)近區域的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)達到粘(zhan)塑性狀(zhuang)態(tai)并產生適當的(de)(de)(de)宏觀塑性變形(xing)，然后(hou)通(tong)過(guo)兩側材料間(jian)的(de)(de)(de)相互擴散(san)和動態(tai)再結晶而完成(cheng)焊(han)接(jie)(jie)。

（3）釬焊

鎂(mei)(mei)合金的(de)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝(yi)與鋁合金相(xiang)似。可采用火焰釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)、爐中釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)及(ji)浸(jin)(jin)漬(zi)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)等(deng)方法，其中以浸(jin)(jin)漬(zi)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)應用最為(wei)(wei)廣泛。釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)時所用釬(han)(han)(han)(han)料一般(ban)都是鎂(mei)(mei)基合金組分(fen)，如Mg2Al2Zn釬(han)(han)(han)(han)料，適(shi)配釬(han)(han)(han)(han)劑為(wei)(wei)氯化物和氟化物的(de)混(hun)合粉末。無鍍層(ceng)鎂(mei)(mei)合金的(de)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝(yi)一般(ban)僅限(xian)于(yu)硬(ying)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)，因(yin)為(wei)(wei)還沒有(you)找(zhao)到合適(shi)的(de)去膜及(ji)界面(mian)活化軟(ruan)(ruan)釬(han)(han)(han)(han)劑。因(yin)此，對(dui)于(yu)無鍍層(ceng)鎂(mei)(mei)合金的(de)無釬(han)(han)(han)(han)劑軟(ruan)(ruan)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)僅限(xian)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接角接頭和填補變(bian)形件及(ji)鑄件噴(pen)涂前的(de)非關鍵(jian)面(mian)上(shang)的(de)表面(mian)缺陷。而帶有(you)鍍層(ceng)的(de)鎂(mei)(mei)合金可以采用常(chang)用的(de)軟(ruan)(ruan)釬(han)(han)(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(he)金的(de)性能與其他材料(liao)相(xiang)比具有顯著特點(dian)，焊接性較為特殊。由于(yu)鎂(mei)合(he)金密(mi)度低、熔點(dian)低、熱(re)導(dao)率和電導(dao)率大、熱(re)膨(peng)脹系(xi)數大、化(hua)(hua)學活潑性很強、易氧化(hua)(hua)且氧化(hua)(hua)物的(de)熔點(dian)很高，因(yin)此，鎂(mei)合(he)金在焊接過程中(zhong)會(hui)產(chan)生一系(xi)列困難，主(zhu)要表(biao)現在：

1、氧化和蒸發

由于鎂(mei)的(de)(de)氧化性(xing)極強，在(zai)焊(han)接過程(cheng)中易(yi)形成(cheng)氧化鎂(mei)（MgO），MgO熔點(dian)高(gao)（2500℃）、密度大(da)（3.2g/cm3），易(yi)在(zai)焊(han)縫中形成(cheng)夾雜，降低了焊(han)縫性(xing)能。在(zai)高(gao)溫下，鎂(mei)還容(rong)易(yi)和空氣中的(de)(de)氮(dan)發(fa)生化學反應(ying)生成(cheng)鎂(mei)的(de)(de)氮(dan)化物，弱化接頭的(de)(de)性(xing)能。鎂(mei)的(de)(de)沸點(dian)不高(gao)，這將(jiang)導致(zhi)在(zai)電弧高(gao)溫下很容(rong)易(yi)蒸發(fa)。

2、晶粒粗大

由于熱(re)導率大(da)，故焊(han)接(jie)鎂合金時要用大(da)功率熱(re)源、高(gao)速焊(han)接(jie)，易造成(cheng)焊(han)縫和近焊(han)縫區(qu)金屬(shu)過熱(re)和晶粒(li)長(chang)大(da)。

3、熱應力

鎂合金熱膨脹系數較(jiao)大，約為鋁的(de)(de)1～2倍，在焊(han)接(jie)過(guo)程中易產生(sheng)大的(de)(de)焊(han)接(jie)變形，引起較(jiao)大的(de)(de)殘余應力。

4、焊縫金屬下塌

由于鎂的(de)表面(mian)張(zhang)力比(bi)鋁小(xiao)，焊接時很容易產生焊縫金屬下塌，影響焊縫成(cheng)形質量。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接時易產生氫氣孔(kong)。氫在(zai)鎂(mei)中(zhong)的(de)溶解度(du)隨溫度(du)的(de)降低而減小(xiao)(xiao)，而且鎂(mei)的(de)密度(du)比鋁小(xiao)(xiao)，氣體不(bu)易逸出，在(zai)焊縫凝固過(guo)程中(zhong)會(hui)形成氣孔(kong)。

6、熱裂紋

鎂合金易與其他金屬形(xing)(xing)成(cheng)低熔(rong)點(dian)共晶組織，在焊接接頭中易形(xing)(xing)成(cheng)結晶裂紋。當(dang)接頭處(chu)溫(wen)度過(guo)高時(shi)，接頭組織中的低熔(rong)點(dian)化(hua)合物在晶界處(chu)會(hui)熔(rong)化(hua)出現空穴，或產生晶界氧化(hua)等，即所謂的“過(guo)燒”現象。

此外，鎂及(ji)鎂合(he)金(jin)易(yi)燃燒，所(suo)以(yi)在熔化焊接(jie)時需(xu)要惰(duo)性氣體或(huo)焊劑的保護。