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(he)氧(yang)的(de)親和(he)力大，且(qie)空氣中的(de)N2和(he)CO2也(ye)容(rong)易與鎂(mei)反應生成氮(dan)化物、碳化物而(er)導(dao)致接(jie)(jie)頭力學性能(neng)下降，因而(er)傳統(tong)的(de)無氣體保護(hu)電弧焊不適合(he)焊接(jie)(jie)鎂(mei)合(he)金。為了(le)保證焊縫質量，焊接(jie)(jie)鎂(mei)合(he)金時(shi)必須采用(yong)氬(ya)(ya)氣等惰性氣體保護(hu)，避免熔(rong)池與空氣（尤其(qi)是(shi)氧(yang)）接(jie)(jie)觸。鎢極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧焊和(he)熔(rong)化極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧焊是(shi)用(yong)于鎂(mei)合(he)金焊接(jie)(jie)的(de)主要電弧焊方法。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)是(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)鎂合金最常(chang)用的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法，它是(shi)在惰性氣體的(de)(de)保護下，利用電(dian)弧熱熔化母(mu)材(cai)和填充金屬。直(zhi)流電(dian)源焊(han)(han)接(jie)(jie)時要(yao)采用反極(ji)性接(jie)(jie)法，以便(bian)利用陰極(ji)霧化作用破壞、除去母(mu)材(cai)表面上的(de)(de)氧(yang)化膜，減少或(huo)避免(mian)焊(han)(han)縫(feng)中的(de)(de)氧(yang)化物夾雜(za)。氬弧焊(han)(han)的(de)(de)熱影響區尺寸及變形比較(jiao)小(xiao)，焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)力學性能(neng)和耐腐蝕性能(neng)也(ye)比較(jiao)高(gao)。

（2）熔化極氬弧焊

與(yu)鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)相比，熔化極(ji)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接速(su)度(du)(du)快，生產率高，全自動(dong)焊(han)(han)速(su)度(du)(du)高，不(bu)過由(you)于熔融鎂的(de)表面張(zhang)力小，電(dian)極(ji)絲(si)前(qian)端的(de)熔滴難(nan)以(yi)脫離(li)且焊(han)(han)接電(dian)流過高時熔滴爆炸蒸發造成飛濺(jian)。

（3）等離子弧焊

等離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)是一種受(shou)到約束的(de)(de)非(fei)自由電弧(hu)(hu)(hu)，也(ye)稱壓縮電弧(hu)(hu)(hu)，其溫度和能量密(mi)度都顯著高于(yu)普通電弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)，穿透力較(jiao)強，適合(he)于(yu)厚板與弧(hu)(hu)(hu)長要求較(jiao)大(da)的(de)(de)場(chang)合(he)。采用等離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)焊(han)接鎂合(he)金時，可以(yi)在背面無墊板的(de)(de)情況下實現厚板對接的(de)(de)一次全焊(han)透，且焊(han)縫表(biao)(biao)面光滑，表(biao)(biao)現出(chu)良好的(de)(de)疲勞力學性(xing)能。有研究表(biao)(biao)明(ming)鎂合(he)金變極性(xing)等離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)的(de)(de)可調(diao)焊(han)接參數區間(jian)比較(jiao)窄，且參數變化的(de)(de)影響較(jiao)大(da)。

2、氣焊

氣焊(han)(han)(han)的(de)熱(re)源是(shi)火(huo)焰（氧(yang)和(he)燃氣混合燃燒形(xing)成），熱(re)量不集中，焊(han)(han)(han)件(jian)被加熱(re)區較(jiao)寬，容(rong)易(yi)在(zai)接頭區導致較(jiao)大的(de)收縮應(ying)力，形(xing)成裂(lie)紋等缺陷。同時(shi)殘留在(zai)焊(han)(han)(han)縫中的(de)助(zhu)焊(han)(han)(han)劑容(rong)易(yi)產生(sheng)夾渣(zha)和(he)發(fa)生(sheng)腐蝕(shi)，因而氣焊(han)(han)(han)主要用(yong)于(yu)沒有合適(shi)熔(rong)焊(han)(han)(han)設備的(de)現場或不太重要的(de)薄板構件(jian)以及鑄件(jian)的(de)焊(han)(han)(han)補(bu)。鎂及鎂合金氣焊(han)(han)(han)可選(xuan)用(yong)QJ401助(zhu)焊(han)(han)(han)劑，試驗表明，該熔(rong)劑工藝性尚好，但對鎂的(de)腐蝕(shi)性強，焊(han)(han)(han)后(hou)應(ying)徹底清理干凈。厚度小于(yu)3mm的(de)鎂合金件(jian)焊(han)(han)(han)接時(shi)，氣焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬(ju)和(he)焊(han)(han)(han)絲應(ying)作縱向運動(dong)，不宜采(cai)用(yong)橫(heng)向擺動(dong)。焊(han)(han)(han)件(jian)厚度較(jiao)大時(shi)，允許氣焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬(ju)和(he)焊(han)(han)(han)絲略作橫(heng)向擺動(dong)。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電子(zi)束的(de)(de)能量密度高(gao)(gao)，穿透(tou)力很強，具(ju)有焊(han)(han)(han)接速度快，熱(re)輸入少，焊(han)(han)(han)道寬度及熱(re)影響(xiang)區窄，焊(han)(han)(han)道熔(rong)深大，變(bian)形小，焊(han)(han)(han)縫(feng)純潔度高(gao)(gao)等(deng)優點。焊(han)(han)(han)接鎂(mei)合金時在(zai)電子(zi)束下方會立刻產(chan)生(sheng)鎂(mei)蒸氣，熔(rong)融金屬隨即進入所產(chan)生(sheng)的(de)(de)小孔(kong)中(zhong)。由于(yu)鎂(mei)合金的(de)(de)熔(rong)點低、蒸氣壓高(gao)(gao)，因(yin)(yin)而所生(sheng)成(cheng)的(de)(de)小孔(kong)也比(bi)其他的(de)(de)金屬要大，容(rong)易在(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)根部形成(cheng)氣孔(kong)，因(yin)(yin)此(ci)要求有一(yi)套(tao)精確的(de)(de)操作工藝以防止氣孔(kong)與過(guo)熱(re)。焊(han)(han)(han)接過(guo)程中(zhong)電子(zi)束的(de)(de)周向擺動和聚(ju)焦點位置的(de)(de)調(diao)節(jie)有利于(yu)消除氣孔(kong)，獲得(de)優質焊(han)(han)(han)縫(feng)。

（2）激光焊

激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)是利用(yong)(yong)高能(neng)量密度(du)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)束作為熱(re)源(yuan)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的一種高效(xiao)精密加工(gong)方法。與其他熔(rong)焊(han)(han)(han)方法相比，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)具(ju)有能(neng)量密度(du)高，熱(re)輸入少，接(jie)(jie)頭區(qu)殘余(yu)應力和(he)變(bian)形小，熔(rong)化區(qu)和(he)熱(re)影響區(qu)窄，熔(rong)深(shen)大(da)、焊(han)(han)(han)縫組(zu)織細小、接(jie)(jie)頭性能(neng)好等優(you)點。此外激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)不需要真空條件，保(bao)護氣體種類(lei)及壓力范圍可方便(bian)選(xuan)擇，可借助偏(pian)轉(zhuan)棱鏡或(huo)光(guang)(guang)導纖維(wei)將激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)束引導到難以接(jie)(jie)近(jin)的部位進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)、操作靈活(huo)，可穿過透明材料(liao)聚焦焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)等，這些都是電子束焊(han)(han)(han)難以具(ju)備的。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)束可靈活(huo)控制，易于實現(xian)工(gong)件的三維(wei)自(zi)動化焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。研究表(biao)明變(bian)形鎂(mei)合金的激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫強度(du)可與母材的相近(jin)，通過選(xuan)用(yong)(yong)適當的工(gong)藝(yi)參數可避免氣孔與咬邊(bian)的產生(sheng)。

4、壓力焊

壓力焊是(shi)利用摩擦、加(jia)壓和(he)熱擴散等物(wu)理作用克(ke)服兩個(ge)連(lian)(lian)接表(biao)面的(de)粗(cu)糙度，并(bing)除去(qu)（擠走）氧化(hua)膜(mo)及(ji)其他污染物(wu)，使兩個(ge)連(lian)(lian)接表(biao)面上的(de)原子相互(hu)接近到晶格距離，從(cong)而(er)實現(xian)固態(tai)連(lian)(lian)接。

（1）電阻點焊

鎂(mei)合金(jin)(jin)薄(bo)板和擠壓件都可以采用常(chang)規的電(dian)(dian)阻(zu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，如縫焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)和閃光對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接，其(qi)中(zhong)點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)最常(chang)用。電(dian)(dian)阻(zu)點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)一般用于承(cheng)受低載荷的工件焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接，如某(mou)些鎂(mei)合金(jin)(jin)框架、儀(yi)表艙、隔板等常(chang)采用電(dian)(dian)阻(zu)點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。只要焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)機功率能保證瞬時快速加熱，直流脈(mo)沖點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)機及一般的交流點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)機均可適用于鎂(mei)合金(jin)(jin)的點(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。

（2）摩擦焊

鑄(zhu)(zhu)造鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)特別是壓鑄(zhu)(zhu)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)應用比較(jiao)廣(guang)泛。然而，殘留(liu)很多微氣(qi)孔是壓鑄(zhu)(zhu)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)產品存在的(de)(de)(de)(de)(de)致命問題，這(zhe)(zhe)些(xie)氣(qi)孔因受熱而出現聚焦長大，嚴重地影響(xiang)了合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能。因此這(zhe)(zhe)類鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)熔化(hua)焊通常難以(yi)獲得(de)理想的(de)(de)(de)(de)(de)焊縫。于(yu)是，鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)焊成(cheng)為(wei)了關注熱點之一(yi)。摩擦(ca)焊是在外力驅動下(xia)，利用焊件(jian)接(jie)觸(chu)(chu)面之間的(de)(de)(de)(de)(de)相對(dui)摩擦(ca)運動產生熱量，使接(jie)觸(chu)(chu)面及其(qi)附(fu)近區(qu)域的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬達到粘塑性(xing)狀態并產生適當的(de)(de)(de)(de)(de)宏觀塑性(xing)變(bian)形，然后通過兩側材(cai)料(liao)間的(de)(de)(de)(de)(de)相互擴散和動態再結(jie)晶而完成(cheng)焊接(jie)。

（3）釬焊

鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)釬(han)(han)(han)焊工藝(yi)與(yu)鋁合(he)(he)金(jin)相似(si)。可采用(yong)(yong)(yong)火焰釬(han)(han)(han)焊、爐中釬(han)(han)(han)焊及浸(jin)漬釬(han)(han)(han)焊等方法，其中以浸(jin)漬釬(han)(han)(han)焊應用(yong)(yong)(yong)最為(wei)廣泛。釬(han)(han)(han)焊時所用(yong)(yong)(yong)釬(han)(han)(han)料一(yi)般(ban)都是(shi)鎂(mei)基合(he)(he)金(jin)組分，如Mg2Al2Zn釬(han)(han)(han)料，適配釬(han)(han)(han)劑為(wei)氯化(hua)(hua)物和氟(fu)化(hua)(hua)物的(de)混合(he)(he)粉末。無(wu)鍍層鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)釬(han)(han)(han)焊工藝(yi)一(yi)般(ban)僅限于硬釬(han)(han)(han)焊，因為(wei)還沒有(you)(you)找到(dao)合(he)(he)適的(de)去(qu)膜及界(jie)面活化(hua)(hua)軟釬(han)(han)(han)劑。因此(ci)，對(dui)于無(wu)鍍層鎂(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)無(wu)釬(han)(han)(han)劑軟釬(han)(han)(han)焊僅限于焊接角接頭和填補(bu)變形件及鑄件噴涂前的(de)非關鍵面上的(de)表面缺陷。而帶有(you)(you)鍍層的(de)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)可以采用(yong)(yong)(yong)常用(yong)(yong)(yong)的(de)軟釬(han)(han)(han)焊技術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂(mei)合(he)金的(de)性能與其他材料相比具有(you)顯著特(te)點，焊接性較為特(te)殊。由于鎂(mei)合(he)金密度低、熔點低、熱導(dao)率(lv)(lv)和電導(dao)率(lv)(lv)大(da)、熱膨脹系數大(da)、化(hua)學(xue)活(huo)潑性很強、易氧化(hua)且氧化(hua)物(wu)的(de)熔點很高，因(yin)此(ci)，鎂(mei)合(he)金在焊接過(guo)程中會(hui)產生一(yi)系列困難，主要(yao)表現在：

1、氧化和蒸發

由于鎂的氧化性(xing)極強，在(zai)(zai)焊接(jie)過程(cheng)中易(yi)形成氧化鎂（MgO），MgO熔點(dian)高(gao)（2500℃）、密度大（3.2g/cm3），易(yi)在(zai)(zai)焊縫(feng)中形成夾雜，降低了焊縫(feng)性(xing)能。在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)，鎂還容(rong)(rong)易(yi)和空氣中的氮(dan)發(fa)生化學反應生成鎂的氮(dan)化物，弱化接(jie)頭的性(xing)能。鎂的沸點(dian)不(bu)高(gao)，這(zhe)將導(dao)致在(zai)(zai)電(dian)弧高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)很容(rong)(rong)易(yi)蒸發(fa)。

2、晶粒粗大

由于熱(re)導率(lv)大，故焊接鎂合金時要用大功率(lv)熱(re)源、高(gao)速焊接，易(yi)造成焊縫和(he)近焊縫區(qu)金屬(shu)過熱(re)和(he)晶(jing)粒長大。

3、熱應力

鎂合金熱(re)膨脹系(xi)數較(jiao)大，約為(wei)鋁的1～2倍(bei)，在焊(han)接過(guo)程中易產生大的焊(han)接變(bian)形，引(yin)起(qi)較(jiao)大的殘余應力(li)。

4、焊縫金屬下塌

由于鎂的表面(mian)張(zhang)力比鋁(lv)小，焊接時很容易產生焊縫金屬下塌，影響焊縫成形質(zhi)量(liang)。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接時(shi)易(yi)產(chan)生氫氣孔。氫在(zai)鎂中(zhong)的(de)溶解度隨(sui)溫(wen)度的(de)降低而減小，而且(qie)鎂的(de)密度比(bi)鋁小，氣體不易(yi)逸出，在(zai)焊縫凝固過(guo)程中(zhong)會形成氣孔。

6、熱裂紋

鎂合金(jin)易(yi)與其他金(jin)屬形(xing)成低(di)熔點共晶組織，在(zai)焊接接頭中易(yi)形(xing)成結(jie)晶裂紋。當接頭處(chu)溫度過(guo)高時，接頭組織中的低(di)熔點化(hua)合物在(zai)晶界處(chu)會熔化(hua)出(chu)現空穴，或產生晶界氧化(hua)等，即所謂的“過(guo)燒”現象。

此外，鎂及鎂合金易燃燒，所以在熔化焊接時需要(yao)惰性氣體(ti)或焊劑的(de)保護。