一、鎂合金怎么焊接

鎂合金是一種輕質(zhì)高強(qiáng)的材料，應(yīng)用廣泛，使用鎂合金材料時(shí)，通常需要進(jìn)行焊接，鎂合金焊接的方法主要有：

1、電弧焊

鎂和氧的親和力大，且空氣中的N2和CO2也容易與鎂反應(yīng)生成氮化物、碳化物而導(dǎo)致接頭力學(xué)性能下降，因而傳統(tǒng)的無(wú)氣體保護(hù)電弧焊不適合焊接鎂合金。為了保證焊縫質(zhì)量，焊接鎂合金時(shí)必須采用氬氣等惰性氣體保護(hù)，避免熔池與空氣（尤其是氧）接觸。鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊是用于鎂合金焊接的主要電弧焊方法。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極氬弧焊是焊接鎂合金最常用的焊接方法，它是在惰性氣體的保護(hù)下，利用電弧熱熔化母材和填充金屬。直流電源焊接時(shí)要采用反極性接法，以便利用陰極霧化作用破壞、除去母材表面上的氧化膜，減少或避免焊縫中的氧化物夾雜。氬弧焊的熱影響區(qū)尺寸及變形比較小，焊縫的力學(xué)性能和耐腐蝕性能也比較高。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢極氬弧焊相比，熔化極氬弧焊焊接速度快，生產(chǎn)率高，全自動(dòng)焊速度高，不過(guò)由于熔融鎂的表面張力小，電極絲前端的熔滴難以脫離且焊接電流過(guò)高時(shí)熔滴爆炸蒸發(fā)造成飛濺。

（3）等離子弧焊

等離子弧是一種受到約束的非自由電弧，也稱(chēng)壓縮電弧，其溫度和能量密度都顯著高于普通電弧的，穿透力較強(qiáng)，適合于厚板與弧長(zhǎng)要求較大的場(chǎng)合。采用等離子弧焊焊接鎂合金時(shí)，可以在背面無(wú)墊板的情況下實(shí)現(xiàn)厚板對(duì)接的一次全焊透，且焊縫表面光滑，表現(xiàn)出良好的疲勞力學(xué)性能。有研究表明鎂合金變極性等離子弧焊的可調(diào)焊接參數(shù)區(qū)間比較窄，且參數(shù)變化的影響較大。

2、氣焊

氣焊的熱源是火焰（氧和燃?xì)饣旌先紵纬桑瑹崃坎患?，焊件被加熱區(qū)較寬，容易在接頭區(qū)導(dǎo)致較大的收縮應(yīng)力，形成裂紋等缺陷。同時(shí)殘留在焊縫中的助焊劑容易產(chǎn)生夾渣和發(fā)生腐蝕，因而氣焊主要用于沒(méi)有合適熔焊設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)或不太重要的薄板構(gòu)件以及鑄件的焊補(bǔ)。鎂及鎂合金氣焊可選用QJ401助焊劑，試驗(yàn)表明，該熔劑工藝性尚好，但對(duì)鎂的腐蝕性強(qiáng)，焊后應(yīng)徹底清理干凈。厚度小于3mm的鎂合金件焊接時(shí)，氣焊焊炬和焊絲應(yīng)作縱向運(yùn)動(dòng)，不宜采用橫向擺動(dòng)。焊件厚度較大時(shí)，允許氣焊焊炬和焊絲略作橫向擺動(dòng)。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電子束的能量密度高，穿透力很強(qiáng)，具有焊接速度快，熱輸入少，焊道寬度及熱影響區(qū)窄，焊道熔深大，變形小，焊縫純潔度高等優(yōu)點(diǎn)。焊接鎂合金時(shí)在電子束下方會(huì)立刻產(chǎn)生鎂蒸氣，熔融金屬隨即進(jìn)入所產(chǎn)生的小孔中。由于鎂合金的熔點(diǎn)低、蒸氣壓高，因而所生成的小孔也比其他的金屬要大，容易在焊縫根部形成氣孔，因此要求有一套精確的操作工藝以防止氣孔與過(guò)熱。焊接過(guò)程中電子束的周向擺動(dòng)和聚焦點(diǎn)位置的調(diào)節(jié)有利于消除氣孔，獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。

（2）激光焊

激光焊是利用高能量密度激光束作為熱源進(jìn)行焊接的一種高效精密加工方法。與其他熔焊方法相比，激光焊具有能量密度高，熱輸入少，接頭區(qū)殘余應(yīng)力和變形小，熔化區(qū)和熱影響區(qū)窄，熔深大、焊縫組織細(xì)小、接頭性能好等優(yōu)點(diǎn)。此外激光焊不需要真空條件，保護(hù)氣體種類(lèi)及壓力范圍可方便選擇，可借助偏轉(zhuǎn)棱鏡或光導(dǎo)纖維將激光束引導(dǎo)到難以接近的部位進(jìn)行焊接、操作靈活，可穿過(guò)透明材料聚焦焊接等，這些都是電子束焊難以具備的。激光束可靈活控制，易于實(shí)現(xiàn)工件的三維自動(dòng)化焊接。研究表明變形鎂合金的激光焊焊縫強(qiáng)度可與母材的相近，通過(guò)選用適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)可避免氣孔與咬邊的產(chǎn)生。

4、壓力焊

壓力焊是利用摩擦、加壓和熱擴(kuò)散等物理作用克服兩個(gè)連接表面的粗糙度，并除去（擠走）氧化膜及其他污染物，使兩個(gè)連接表面上的原子相互接近到晶格距離，從而實(shí)現(xiàn)固態(tài)連接。

（1）電阻點(diǎn)焊

鎂合金薄板和擠壓件都可以采用常規(guī)的電阻焊，如縫焊、點(diǎn)焊和閃光對(duì)焊進(jìn)行焊接，其中點(diǎn)焊最常用。電阻點(diǎn)焊一般用于承受低載荷的工件焊接，如某些鎂合金框架、儀表艙、隔板等常采用電阻點(diǎn)焊。只要焊機(jī)功率能保證瞬時(shí)快速加熱，直流脈沖點(diǎn)焊機(jī)及一般的交流點(diǎn)焊機(jī)均可適用于鎂合金的點(diǎn)焊。

（2）摩擦焊

鑄造鎂合金特別是壓鑄鎂合金應(yīng)用比較廣泛。然而，殘留很多微氣孔是壓鑄合金產(chǎn)品存在的致命問(wèn)題，這些氣孔因受熱而出現(xiàn)聚焦長(zhǎng)大，嚴(yán)重地影響了合金的力學(xué)性能。因此這類(lèi)鎂合金的熔化焊通常難以獲得理想的焊縫。于是，鎂合金的摩擦焊成為了關(guān)注熱點(diǎn)之一。摩擦焊是在外力驅(qū)動(dòng)下，利用焊件接觸面之間的相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱量，使接觸面及其附近區(qū)域的金屬達(dá)到粘塑性狀態(tài)并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)暮暧^塑性變形，然后通過(guò)兩側(cè)材料間的相互擴(kuò)散和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而完成焊接。

（3）釬焊

鎂合金的釬焊工藝與鋁合金相似?？刹捎没鹧驸F焊、爐中釬焊及浸漬釬焊等方法，其中以浸漬釬焊應(yīng)用最為廣泛。釬焊時(shí)所用釬料一般都是鎂基合金組分，如Mg2Al2Zn釬料，適配釬劑為氯化物和氟化物的混合粉末。無(wú)鍍層鎂合金的釬焊工藝一般僅限于硬釬焊，因?yàn)檫€沒(méi)有找到合適的去膜及界面活化軟釬劑。因此，對(duì)于無(wú)鍍層鎂合金的無(wú)釬劑軟釬焊僅限于焊接角接頭和填補(bǔ)變形件及鑄件噴涂前的非關(guān)鍵面上的表面缺陷。而帶有鍍層的鎂合金可以采用常用的軟釬焊技術(shù)。

二、鎂合金焊接性問(wèn)題主要有哪些

鎂合金的性能與其他材料相比具有顯著特點(diǎn)，焊接性較為特殊。由于鎂合金密度低、熔點(diǎn)低、熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率大、熱膨脹系數(shù)大、化學(xué)活潑性很強(qiáng)、易氧化且氧化物的熔點(diǎn)很高，因此，鎂合金在焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一系列困難，主要表現(xiàn)在：

1、氧化和蒸發(fā)

由于鎂的氧化性極強(qiáng)，在焊接過(guò)程中易形成氧化鎂（MgO），MgO熔點(diǎn)高（2500℃）、密度大（3.2g/cm3），易在焊縫中形成夾雜，降低了焊縫性能。在高溫下，鎂還容易和空氣中的氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鎂的氮化物，弱化接頭的性能。鎂的沸點(diǎn)不高，這將導(dǎo)致在電弧高溫下很容易蒸發(fā)。

2、晶粒粗大

由于熱導(dǎo)率大，故焊接鎂合金時(shí)要用大功率熱源、高速焊接，易造成焊縫和近焊縫區(qū)金屬過(guò)熱和晶粒長(zhǎng)大。

3、熱應(yīng)力

鎂合金熱膨脹系數(shù)較大，約為鋁的1～2倍，在焊接過(guò)程中易產(chǎn)生大的焊接變形，引起較大的殘余應(yīng)力。

4、焊縫金屬下塌

由于鎂的表面張力比鋁小，焊接時(shí)很容易產(chǎn)生焊縫金屬下塌，影響焊縫成形質(zhì)量。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接時(shí)易產(chǎn)生氫氣孔。氫在鎂中的溶解度隨溫度的降低而減小，而且鎂的密度比鋁小，氣體不易逸出，在焊縫凝固過(guò)程中會(huì)形成氣孔。

6、熱裂紋

鎂合金易與其他金屬形成低熔點(diǎn)共晶組織，在焊接接頭中易形成結(jié)晶裂紋。當(dāng)接頭處溫度過(guò)高時(shí)，接頭組織中的低熔點(diǎn)化合物在晶界處會(huì)熔化出現(xiàn)空穴，或產(chǎn)生晶界氧化等，即所謂的“過(guò)燒”現(xiàn)象。

此外，鎂及鎂合金易燃燒，所以在熔化焊接時(shí)需要惰性氣體或焊劑的保護(hù)。