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(fang)法(fa)主(zhu)要(yao)有(you)：

1、電弧焊

鎂和氧的(de)親和力(li)大，且空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)N2和CO2也(ye)容(rong)易與鎂反應生成氮化(hua)(hua)物、碳化(hua)(hua)物而導(dao)致接(jie)頭力(li)學性(xing)(xing)能下降，因而傳統的(de)無氣(qi)體保(bao)護(hu)電弧(hu)焊(han)不適合焊(han)接(jie)鎂合金。為(wei)了保(bao)證焊(han)縫質(zhi)量，焊(han)接(jie)鎂合金時必須(xu)采用(yong)氬(ya)氣(qi)等惰性(xing)(xing)氣(qi)體保(bao)護(hu)，避免熔(rong)池與空(kong)氣(qi)（尤其是氧）接(jie)觸(chu)。鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)和熔(rong)化(hua)(hua)極氬(ya)弧(hu)焊(han)是用(yong)于鎂合金焊(han)接(jie)的(de)主要電弧(hu)焊(han)方法(fa)。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)是焊(han)接(jie)(jie)鎂合(he)金(jin)最常(chang)用的(de)焊(han)接(jie)(jie)方法，它是在惰(duo)性氣體(ti)的(de)保護下，利用電弧(hu)熱(re)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)母材和(he)填充金(jin)屬。直(zhi)流(liu)電源(yuan)焊(han)接(jie)(jie)時要(yao)采用反(fan)極(ji)性接(jie)(jie)法，以便利用陰(yin)極(ji)霧化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用破(po)壞(huai)、除去母材表面上的(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜，減少或避免焊(han)縫中的(de)氧化(hua)(hua)(hua)物夾雜(za)。氬弧(hu)焊(han)的(de)熱(re)影響區(qu)尺(chi)寸及變(bian)形(xing)比(bi)較小，焊(han)縫的(de)力學性能(neng)和(he)耐腐蝕性能(neng)也比(bi)較高(gao)。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧焊(han)相(xiang)比，熔化極(ji)氬(ya)弧焊(han)焊(han)接(jie)速度(du)快，生(sheng)產率高(gao)，全(quan)自(zi)動焊(han)速度(du)高(gao)，不過(guo)由(you)于熔融鎂的表面張力小，電極(ji)絲前(qian)端的熔滴難以脫離且焊(han)接(jie)電流過(guo)高(gao)時熔滴爆炸蒸發造(zao)成飛(fei)濺。

（3）等離子弧焊

等離子弧是一(yi)(yi)種受到約束(shu)的(de)(de)非自由電弧，也稱壓縮電弧，其溫(wen)度(du)和能量密度(du)都顯著高(gao)于(yu)(yu)普通電弧的(de)(de)，穿透力(li)較強(qiang)，適(shi)合于(yu)(yu)厚板與弧長要(yao)求較大(da)的(de)(de)場合。采(cai)用等離子弧焊(han)焊(han)接鎂合金(jin)時，可(ke)以在背面無墊板的(de)(de)情況下(xia)實現厚板對接的(de)(de)一(yi)(yi)次全(quan)焊(han)透，且焊(han)縫表(biao)面光滑，表(biao)現出良好的(de)(de)疲勞力(li)學性(xing)能。有研究表(biao)明鎂合金(jin)變極性(xing)等離子弧焊(han)的(de)(de)可(ke)調焊(han)接參數(shu)區間比較窄，且參數(shu)變化(hua)的(de)(de)影響(xiang)較大(da)。

2、氣焊

氣(qi)(qi)焊(han)(han)(han)(han)的(de)熱(re)(re)源是火焰(yan)（氧(yang)和(he)燃氣(qi)(qi)混合(he)燃燒形(xing)成(cheng)），熱(re)(re)量不集中，焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)被(bei)加熱(re)(re)區較寬，容(rong)易在接頭區導致較大(da)的(de)收縮應(ying)力，形(xing)成(cheng)裂紋等(deng)缺陷。同時殘留(liu)在焊(han)(han)(han)(han)縫中的(de)助焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)容(rong)易產生夾渣和(he)發生腐(fu)蝕(shi)，因(yin)而氣(qi)(qi)焊(han)(han)(han)(han)主要用于(yu)(yu)沒有合(he)適熔焊(han)(han)(han)(han)設備(bei)的(de)現場或(huo)不太重要的(de)薄板構件(jian)(jian)以及鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)焊(han)(han)(han)(han)補。鎂及鎂合(he)金(jin)氣(qi)(qi)焊(han)(han)(han)(han)可選用QJ401助焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)，試驗表明，該(gai)熔劑(ji)工(gong)藝性尚好(hao)，但對鎂的(de)腐(fu)蝕(shi)性強，焊(han)(han)(han)(han)后應(ying)徹底清(qing)理干凈(jing)。厚(hou)度小(xiao)于(yu)(yu)3mm的(de)鎂合(he)金(jin)件(jian)(jian)焊(han)(han)(han)(han)接時，氣(qi)(qi)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)炬(ju)(ju)和(he)焊(han)(han)(han)(han)絲應(ying)作(zuo)縱向運動(dong)，不宜采用橫向擺動(dong)。焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)厚(hou)度較大(da)時，允(yun)許(xu)氣(qi)(qi)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)炬(ju)(ju)和(he)焊(han)(han)(han)(han)絲略作(zuo)橫向擺動(dong)。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電子(zi)束(shu)的(de)(de)(de)能量密(mi)度高(gao)，穿(chuan)透力很強(qiang)，具有(you)焊(han)(han)(han)(han)接速度快(kuai)，熱(re)輸入少，焊(han)(han)(han)(han)道(dao)寬度及熱(re)影響(xiang)區(qu)窄，焊(han)(han)(han)(han)道(dao)熔(rong)深大，變(bian)形(xing)小(xiao)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)純(chun)潔度高(gao)等優點。焊(han)(han)(han)(han)接鎂(mei)合(he)金(jin)時在(zai)電子(zi)束(shu)下方會立刻產生(sheng)鎂(mei)蒸氣(qi)(qi)，熔(rong)融金(jin)屬(shu)隨(sui)即進入所產生(sheng)的(de)(de)(de)小(xiao)孔中(zhong)。由于(yu)鎂(mei)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)熔(rong)點低、蒸氣(qi)(qi)壓高(gao)，因而所生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)小(xiao)孔也(ye)比其(qi)他的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)要大，容易在(zai)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)根(gen)部形(xing)成(cheng)氣(qi)(qi)孔，因此要求有(you)一套精確(que)的(de)(de)(de)操作工藝以防(fang)止(zhi)氣(qi)(qi)孔與過熱(re)。焊(han)(han)(han)(han)接過程(cheng)中(zhong)電子(zi)束(shu)的(de)(de)(de)周(zhou)向擺動和聚焦點位置(zhi)的(de)(de)(de)調節有(you)利于(yu)消除(chu)氣(qi)(qi)孔，獲(huo)得優質(zhi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)。

（2）激光焊

激光(guang)焊(han)(han)(han)(han)是利用(yong)高(gao)能量密(mi)度激光(guang)束作為熱(re)源進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)一種高(gao)效精密(mi)加工(gong)方法。與其(qi)他熔焊(han)(han)(han)(han)方法相(xiang)比，激光(guang)焊(han)(han)(han)(han)具(ju)有能量密(mi)度高(gao)，熱(re)輸入少，接(jie)頭(tou)區(qu)殘(can)余應力和(he)變(bian)形(xing)小，熔化區(qu)和(he)熱(re)影響區(qu)窄，熔深大、焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)組織細小、接(jie)頭(tou)性能好等優點。此外激光(guang)焊(han)(han)(han)(han)不需要真空條件(jian)，保護(hu)氣體種類及壓力范(fan)圍可(ke)方便選擇，可(ke)借助偏轉棱鏡或光(guang)導纖維將激光(guang)束引導到難以(yi)接(jie)近(jin)的(de)(de)部位進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)、操作靈活，可(ke)穿過(guo)透明(ming)材(cai)料聚(ju)焦焊(han)(han)(han)(han)接(jie)等，這些都是電子(zi)束焊(han)(han)(han)(han)難以(yi)具(ju)備的(de)(de)。激光(guang)束可(ke)靈活控(kong)制(zhi)，易(yi)于(yu)實現工(gong)件(jian)的(de)(de)三(san)維自動化焊(han)(han)(han)(han)接(jie)。研究表明(ming)變(bian)形(xing)鎂合(he)金(jin)的(de)(de)激光(guang)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)強度可(ke)與母(mu)材(cai)的(de)(de)相(xiang)近(jin)，通過(guo)選用(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)力焊是利用(yong)摩(mo)擦、加壓(ya)和熱擴散等物(wu)(wu)理作用(yong)克服(fu)兩個連(lian)接表(biao)面(mian)的粗糙(cao)度，并除去（擠(ji)走）氧(yang)化膜及其(qi)他污染物(wu)(wu)，使(shi)兩個連(lian)接表(biao)面(mian)上的原子相(xiang)互接近到晶格(ge)距離，從而(er)實現固態(tai)連(lian)接。

（1）電阻點焊

鎂合金薄板(ban)和擠壓件都可以采用常規(gui)的(de)電(dian)阻(zu)(zu)焊(han)(han)，如(ru)縫焊(han)(han)、點(dian)(dian)焊(han)(han)和閃光(guang)對焊(han)(han)進行焊(han)(han)接，其中點(dian)(dian)焊(han)(han)最常用。電(dian)阻(zu)(zu)點(dian)(dian)焊(han)(han)一(yi)般用于(yu)承受低載荷的(de)工(gong)件焊(han)(han)接，如(ru)某些鎂合金框(kuang)架(jia)、儀表艙、隔板(ban)等常采用電(dian)阻(zu)(zu)點(dian)(dian)焊(han)(han)。只(zhi)要焊(han)(han)機(ji)功率能(neng)保證瞬時(shi)快(kuai)速加(jia)熱，直流(liu)脈沖點(dian)(dian)焊(han)(han)機(ji)及(ji)一(yi)般的(de)交流(liu)點(dian)(dian)焊(han)(han)機(ji)均可適(shi)用于(yu)鎂合金的(de)點(dian)(dian)焊(han)(han)。

（2）摩擦焊

鑄造鎂(mei)合金(jin)(jin)特別是(shi)壓(ya)鑄鎂(mei)合金(jin)(jin)應用比較廣泛(fan)。然而，殘留很多微氣孔是(shi)壓(ya)鑄合金(jin)(jin)產(chan)品存在(zai)的(de)(de)(de)致命(ming)問題，這(zhe)些氣孔因受熱(re)而出(chu)現聚(ju)焦(jiao)長大，嚴重地影(ying)響了(le)合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)力學性能(neng)。因此這(zhe)類鎂(mei)合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)熔(rong)化焊通常(chang)難以獲(huo)得理想(xiang)的(de)(de)(de)焊縫(feng)。于是(shi)，鎂(mei)合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)摩擦焊成(cheng)為了(le)關(guan)注熱(re)點之(zhi)(zhi)一。摩擦焊是(shi)在(zai)外力驅動下，利用焊件(jian)接觸面之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)相對摩擦運動產(chan)生熱(re)量，使接觸面及其附近區域的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬達到粘(zhan)塑性狀態(tai)(tai)并(bing)產(chan)生適當(dang)的(de)(de)(de)宏(hong)觀(guan)塑性變形，然后通過兩側(ce)材料間的(de)(de)(de)相互擴(kuo)散和(he)動態(tai)(tai)再結(jie)晶而完(wan)成(cheng)焊接。

（3）釬焊

鎂(mei)(mei)合金(jin)的釬(han)(han)(han)焊(han)(han)工藝與鋁合金(jin)相似。可采(cai)用(yong)(yong)火焰釬(han)(han)(han)焊(han)(han)、爐中(zhong)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)及(ji)(ji)浸(jin)漬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)等(deng)方法，其中(zhong)以浸(jin)漬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)應用(yong)(yong)最(zui)為廣泛。釬(han)(han)(han)焊(han)(han)時所用(yong)(yong)釬(han)(han)(han)料一般都是(shi)鎂(mei)(mei)基合金(jin)組分(fen)，如Mg2Al2Zn釬(han)(han)(han)料，適配釬(han)(han)(han)劑(ji)(ji)為氯(lv)化(hua)(hua)物和氟(fu)化(hua)(hua)物的混合粉末。無(wu)鍍(du)層鎂(mei)(mei)合金(jin)的釬(han)(han)(han)焊(han)(han)工藝一般僅限于(yu)硬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)，因為還沒有找(zhao)到合適的去膜及(ji)(ji)界面活(huo)化(hua)(hua)軟釬(han)(han)(han)劑(ji)(ji)。因此(ci)，對(dui)于(yu)無(wu)鍍(du)層鎂(mei)(mei)合金(jin)的無(wu)釬(han)(han)(han)劑(ji)(ji)軟釬(han)(han)(han)焊(han)(han)僅限于(yu)焊(han)(han)接(jie)角接(jie)頭和填補變形件及(ji)(ji)鑄件噴(pen)涂前的非(fei)關(guan)鍵(jian)面上的表面缺陷(xian)。而帶(dai)有鍍(du)層的鎂(mei)(mei)合金(jin)可以采(cai)用(yong)(yong)常用(yong)(yong)的軟釬(han)(han)(han)焊(han)(han)技術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂(mei)合金的(de)(de)性(xing)能與其他材料(liao)相比具有顯著特點(dian)，焊接(jie)性(xing)較為特殊。由于鎂(mei)合金密度(du)低、熔點(dian)低、熱導率(lv)(lv)和電導率(lv)(lv)大、熱膨脹(zhang)系(xi)數大、化學(xue)活(huo)潑(po)性(xing)很強、易氧(yang)化且氧(yang)化物(wu)的(de)(de)熔點(dian)很高，因此，鎂(mei)合金在焊接(jie)過程(cheng)中會產生一(yi)系(xi)列困(kun)難(nan)，主要表現在：

1、氧化和蒸發

由于(yu)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化性(xing)極強，在焊(han)接過程中(zhong)易形成氧(yang)化鎂(mei)（MgO），MgO熔(rong)點(dian)(dian)高（2500℃）、密(mi)度大（3.2g/cm3），易在焊(han)縫(feng)中(zhong)形成夾雜，降低(di)了焊(han)縫(feng)性(xing)能。在高溫(wen)下，鎂(mei)還容易和空氣中(zhong)的(de)(de)氮(dan)(dan)發(fa)生化學反應(ying)生成鎂(mei)的(de)(de)氮(dan)(dan)化物，弱化接頭的(de)(de)性(xing)能。鎂(mei)的(de)(de)沸點(dian)(dian)不(bu)高，這(zhe)將導致在電弧(hu)高溫(wen)下很容易蒸發(fa)。

2、晶粒粗大

由于熱(re)導率大，故焊接鎂合(he)金時要用大功(gong)率熱(re)源(yuan)、高速焊接，易(yi)造成焊縫和(he)近(jin)焊縫區金屬過熱(re)和(he)晶(jing)粒(li)長大。

3、熱應力

鎂合金熱膨脹系(xi)數較大(da)(da)，約為鋁的1～2倍，在焊接過程中易產生大(da)(da)的焊接變形，引起較大(da)(da)的殘余應(ying)力。

4、焊縫金屬下塌

由于鎂的表面張力比鋁(lv)小(xiao)，焊接時(shi)很(hen)容易產生焊縫金屬下(xia)塌(ta)，影響焊縫成形(xing)質(zhi)量。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊(han)接時(shi)易(yi)(yi)產生氫(qing)氣孔。氫(qing)在鎂中的溶解度(du)隨溫度(du)的降低而(er)減小，而(er)且鎂的密度(du)比(bi)鋁(lv)小，氣體不易(yi)(yi)逸出，在焊(han)縫凝固過程中會形(xing)成(cheng)氣孔。

6、熱裂紋

鎂(mei)合金易(yi)與其他金屬形(xing)成低(di)熔(rong)點共(gong)晶(jing)組織，在焊接接頭(tou)(tou)中易(yi)形(xing)成結晶(jing)裂紋(wen)。當接頭(tou)(tou)處(chu)溫度過(guo)高時，接頭(tou)(tou)組織中的低(di)熔(rong)點化合物在晶(jing)界(jie)處(chu)會(hui)熔(rong)化出現空穴，或產(chan)生晶(jing)界(jie)氧化等，即所(suo)謂的“過(guo)燒”現象(xiang)。

此外，鎂及(ji)鎂合金易(yi)燃燒，所以(yi)在熔化(hua)焊接(jie)時需(xu)要惰性氣體或焊劑的保護(hu)。