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

鎂和氧的親(qin)和力大，且空(kong)氣(qi)中(zhong)的N2和CO2也(ye)容易與鎂反應生成(cheng)氮化(hua)(hua)物、碳化(hua)(hua)物而導致(zhi)接(jie)(jie)頭力學性(xing)能下降，因而傳統的無氣(qi)體保(bao)護(hu)電弧焊(han)(han)(han)不適合焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)鎂合金。為了保(bao)證焊(han)(han)(han)縫質量，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)鎂合金時必(bi)須(xu)采用氬氣(qi)等(deng)惰性(xing)氣(qi)體保(bao)護(hu)，避免(mian)熔池(chi)與空(kong)氣(qi)（尤其是氧）接(jie)(jie)觸。鎢(wu)極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)和熔化(hua)(hua)極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)是用于鎂合金焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的主要電弧焊(han)(han)(han)方法(fa)。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極(ji)氬弧(hu)焊是焊接鎂合(he)金最常用(yong)的(de)焊接方法(fa)，它是在惰性氣(qi)體的(de)保護下(xia)，利(li)用(yong)電弧(hu)熱熔(rong)化母材和(he)填(tian)充金屬。直(zhi)流電源焊接時(shi)要采用(yong)反極(ji)性接法(fa)，以便利(li)用(yong)陰極(ji)霧化作用(yong)破壞、除去母材表(biao)面上的(de)氧化膜，減(jian)少(shao)或避免(mian)焊縫中的(de)氧化物夾雜。氬弧(hu)焊的(de)熱影響區尺(chi)寸及變形比較(jiao)小，焊縫的(de)力學性能和(he)耐腐(fu)蝕性能也比較(jiao)高。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊相(xiang)比，熔(rong)化極(ji)氬(ya)弧(hu)焊焊接(jie)速(su)度(du)快，生(sheng)產率(lv)高，全自動(dong)焊速(su)度(du)高，不過由于熔(rong)融(rong)鎂(mei)的表(biao)面張(zhang)力小，電極(ji)絲前端的熔(rong)滴難以脫離且焊接(jie)電流過高時熔(rong)滴爆(bao)炸蒸發造(zao)成飛濺(jian)。

（3）等離子弧焊

等(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)是一(yi)種受到約(yue)束的非自由(you)電(dian)弧(hu)，也稱壓縮電(dian)弧(hu)，其(qi)溫度和(he)能(neng)量密度都顯(xian)著高于(yu)普通電(dian)弧(hu)的，穿透力較(jiao)(jiao)(jiao)強，適合(he)于(yu)厚板(ban)(ban)(ban)與弧(hu)長要求較(jiao)(jiao)(jiao)大的場合(he)。采用(yong)等(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)焊焊接鎂合(he)金(jin)時，可以在背面無墊板(ban)(ban)(ban)的情(qing)況下實現(xian)厚板(ban)(ban)(ban)對接的一(yi)次(ci)全焊透，且焊縫表(biao)面光滑(hua)，表(biao)現(xian)出良(liang)好的疲勞(lao)力學性能(neng)。有(you)研(yan)究表(biao)明鎂合(he)金(jin)變(bian)極性等(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)焊的可調焊接參數(shu)區間比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)窄，且參數(shu)變(bian)化的影響較(jiao)(jiao)(jiao)大。

2、氣焊

氣(qi)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)熱源(yuan)是火焰（氧和燃氣(qi)混合(he)(he)燃燒形成(cheng)），熱量不集中，焊(han)(han)(han)件被加熱區較寬，容易在接(jie)頭區導致較大的(de)(de)(de)收縮應力，形成(cheng)裂紋(wen)等(deng)缺陷。同時(shi)(shi)殘留在焊(han)(han)(han)縫中的(de)(de)(de)助焊(han)(han)(han)劑(ji)容易產(chan)生(sheng)夾渣(zha)和發生(sheng)腐蝕，因而氣(qi)焊(han)(han)(han)主(zhu)要(yao)用于(yu)沒有(you)合(he)(he)適熔焊(han)(han)(han)設備(bei)的(de)(de)(de)現場或(huo)不太重要(yao)的(de)(de)(de)薄板(ban)構件以及鑄(zhu)件的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)補。鎂(mei)及鎂(mei)合(he)(he)金氣(qi)焊(han)(han)(han)可選用QJ401助焊(han)(han)(han)劑(ji)，試(shi)驗表明，該熔劑(ji)工藝(yi)性(xing)尚好，但對(dui)鎂(mei)的(de)(de)(de)腐蝕性(xing)強，焊(han)(han)(han)后應徹(che)底清理干(gan)凈。厚度小于(yu)3mm的(de)(de)(de)鎂(mei)合(he)(he)金件焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)，氣(qi)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬(ju)和焊(han)(han)(han)絲應作縱向(xiang)(xiang)運動(dong)，不宜(yi)采(cai)用橫向(xiang)(xiang)擺動(dong)。焊(han)(han)(han)件厚度較大時(shi)(shi)，允許氣(qi)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)炬(ju)和焊(han)(han)(han)絲略作橫向(xiang)(xiang)擺動(dong)。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電(dian)子束的(de)能量密(mi)度高(gao)，穿透(tou)力很強，具有焊(han)接(jie)速度快(kuai)，熱(re)輸入少(shao)，焊(han)道(dao)寬度及熱(re)影響區窄，焊(han)道(dao)熔深(shen)大(da)，變形(xing)小，焊(han)縫(feng)(feng)純潔(jie)度高(gao)等優點(dian)。焊(han)接(jie)鎂(mei)合金(jin)時在(zai)電(dian)子束下(xia)方會立刻產生(sheng)鎂(mei)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)，熔融(rong)金(jin)屬隨即進入所(suo)產生(sheng)的(de)小孔(kong)中(zhong)。由于(yu)鎂(mei)合金(jin)的(de)熔點(dian)低、蒸(zheng)(zheng)氣(qi)壓高(gao)，因而所(suo)生(sheng)成的(de)小孔(kong)也比其他(ta)的(de)金(jin)屬要大(da)，容(rong)易在(zai)焊(han)縫(feng)(feng)根(gen)部形(xing)成氣(qi)孔(kong)，因此(ci)要求有一套(tao)精確的(de)操作工(gong)藝以(yi)防止氣(qi)孔(kong)與過熱(re)。焊(han)接(jie)過程中(zhong)電(dian)子束的(de)周向擺動和聚焦(jiao)點(dian)位(wei)置(zhi)的(de)調(diao)節(jie)有利于(yu)消除(chu)氣(qi)孔(kong)，獲得優質(zhi)焊(han)縫(feng)(feng)。

（2）激光焊

激光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)是利用(yong)(yong)高能量密(mi)度激光(guang)(guang)(guang)束(shu)作為熱(re)源(yuan)進(jin)(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接的一(yi)種(zhong)高效精密(mi)加(jia)工方法。與其他(ta)熔焊(han)(han)(han)(han)方法相比，激光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)具(ju)有能量密(mi)度高，熱(re)輸(shu)入(ru)少，接頭(tou)區殘余應力(li)和(he)變(bian)形小(xiao)，熔化(hua)區和(he)熱(re)影響區窄(zhai)，熔深大、焊(han)(han)(han)(han)縫組織細小(xiao)、接頭(tou)性能好(hao)等(deng)優點。此(ci)外(wai)激光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)不(bu)需要真空條件，保護氣體種(zhong)類及壓(ya)力(li)范圍可(ke)方便(bian)選(xuan)擇，可(ke)借助偏(pian)轉(zhuan)棱鏡(jing)或(huo)光(guang)(guang)(guang)導纖(xian)維將激光(guang)(guang)(guang)束(shu)引(yin)導到難以接近的部位進(jin)(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接、操作靈(ling)活，可(ke)穿過透明材料(liao)聚焦焊(han)(han)(han)(han)接等(deng)，這些都是電子束(shu)焊(han)(han)(han)(han)難以具(ju)備(bei)的。激光(guang)(guang)(guang)束(shu)可(ke)靈(ling)活控制，易于實現工件的三維自(zi)動化(hua)焊(han)(han)(han)(han)接。研究(jiu)表明變(bian)形鎂(mei)合(he)金的激光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫強度可(ke)與母材的相近，通(tong)過選(xuan)用(yong)(yong)適當(dang)的工藝參(can)數可(ke)避免氣孔與咬邊的產生。

4、壓力焊

壓力焊是利用摩擦、加壓和(he)熱擴散等(deng)物(wu)理作(zuo)用克(ke)服兩個連(lian)接(jie)表面(mian)(mian)的(de)粗糙度，并除(chu)去（擠走）氧化膜及其(qi)他污染物(wu)，使兩個連(lian)接(jie)表面(mian)(mian)上的(de)原子(zi)相互接(jie)近到晶格(ge)距(ju)離，從(cong)而實現(xian)固態連(lian)接(jie)。

（1）電阻點焊

鎂合金(jin)薄板和擠壓件(jian)都(dou)可以(yi)采(cai)用常(chang)規的(de)電阻焊(han)，如(ru)縫(feng)焊(han)、點(dian)焊(han)和閃(shan)光(guang)對焊(han)進行(xing)焊(han)接，其中點(dian)焊(han)最常(chang)用。電阻點(dian)焊(han)一般用于承受低載荷的(de)工件(jian)焊(han)接，如(ru)某些(xie)鎂合金(jin)框架(jia)、儀表艙、隔(ge)板等常(chang)采(cai)用電阻點(dian)焊(han)。只要焊(han)機(ji)功率能(neng)保證瞬時快速加(jia)熱，直流(liu)脈沖點(dian)焊(han)機(ji)及一般的(de)交流(liu)點(dian)焊(han)機(ji)均可適用于鎂合金(jin)的(de)點(dian)焊(han)。

（2）摩擦焊

鑄造鎂(mei)合金(jin)特別是(shi)壓鑄鎂(mei)合金(jin)應用比較廣(guang)泛。然而(er)，殘留很多微氣(qi)孔是(shi)壓鑄合金(jin)產(chan)品存在的(de)致命(ming)問題，這(zhe)些氣(qi)孔因受熱而(er)出現聚焦(jiao)長大，嚴重地影(ying)響(xiang)了(le)合金(jin)的(de)力學(xue)性能(neng)。因此(ci)這(zhe)類鎂(mei)合金(jin)的(de)熔(rong)化(hua)焊通常難以獲得理想的(de)焊縫。于是(shi)，鎂(mei)合金(jin)的(de)摩(mo)(mo)擦焊成為了(le)關(guan)注(zhu)熱點之一(yi)。摩(mo)(mo)擦焊是(shi)在外力驅動下，利用焊件接(jie)觸面之間(jian)的(de)相對(dui)摩(mo)(mo)擦運動產(chan)生(sheng)熱量，使接(jie)觸面及其(qi)附近(jin)區域的(de)金(jin)屬達到粘塑(su)性狀態并產(chan)生(sheng)適當的(de)宏觀塑(su)性變形，然后通過兩(liang)側(ce)材(cai)料間(jian)的(de)相互擴散(san)和動態再(zai)結晶(jing)而(er)完(wan)成焊接(jie)。

（3）釬焊

鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)的(de)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)工藝與鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)相似。可(ke)(ke)采用(yong)火焰釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)、爐中(zhong)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)及浸漬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)等方法，其中(zhong)以(yi)(yi)浸漬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)應用(yong)最(zui)為(wei)(wei)廣泛。釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)時所用(yong)釬(han)(han)料一般(ban)都是鎂(mei)基合(he)金(jin)(jin)組分(fen)，如Mg2Al2Zn釬(han)(han)料，適配釬(han)(han)劑(ji)為(wei)(wei)氯(lv)化物(wu)和氟化物(wu)的(de)混合(he)粉末。無鍍層鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)的(de)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)工藝一般(ban)僅(jin)限于(yu)硬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)，因(yin)為(wei)(wei)還沒有(you)(you)找到(dao)合(he)適的(de)去(qu)膜及界(jie)面活化軟釬(han)(han)劑(ji)。因(yin)此，對于(yu)無鍍層鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)的(de)無釬(han)(han)劑(ji)軟釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)僅(jin)限于(yu)焊(han)(han)(han)(han)接角(jiao)接頭和填補變形件(jian)及鑄(zhu)件(jian)噴涂前的(de)非關鍵面上的(de)表面缺陷。而帶(dai)有(you)(you)鍍層的(de)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)可(ke)(ke)以(yi)(yi)采用(yong)常用(yong)的(de)軟釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)技術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂合金(jin)的性能與其他材料相比具有顯著特(te)點，焊接(jie)性較為特(te)殊。由于鎂合金(jin)密(mi)度低(di)、熔點低(di)、熱(re)導(dao)率(lv)(lv)和電導(dao)率(lv)(lv)大(da)、熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)大(da)、化(hua)學活(huo)潑性很(hen)強(qiang)、易(yi)氧(yang)化(hua)且(qie)氧(yang)化(hua)物的熔點很(hen)高，因(yin)此(ci)，鎂合金(jin)在焊接(jie)過程中會產(chan)生一系(xi)列困難，主要表現(xian)在：

1、氧化和蒸發

由于鎂(mei)的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)性極強(qiang)，在(zai)焊接(jie)過程(cheng)中(zhong)易形(xing)(xing)成氧化(hua)(hua)鎂(mei)（MgO），MgO熔點(dian)高(gao)（2500℃）、密度大(da)（3.2g/cm3），易在(zai)焊縫(feng)(feng)中(zhong)形(xing)(xing)成夾(jia)雜，降低了焊縫(feng)(feng)性能。在(zai)高(gao)溫下，鎂(mei)還容易和空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)氮發(fa)生化(hua)(hua)學反應生成鎂(mei)的(de)(de)(de)氮化(hua)(hua)物，弱化(hua)(hua)接(jie)頭的(de)(de)(de)性能。鎂(mei)的(de)(de)(de)沸點(dian)不高(gao)，這將導(dao)致在(zai)電弧高(gao)溫下很容易蒸發(fa)。

2、晶粒粗大

由于(yu)熱(re)導率(lv)大，故焊接(jie)鎂合金時(shi)要用大功率(lv)熱(re)源、高速焊接(jie)，易造成(cheng)焊縫和近焊縫區金屬(shu)過(guo)熱(re)和晶粒長大。

3、熱應力

鎂(mei)合金熱(re)膨(peng)脹(zhang)系數較(jiao)大，約為鋁的(de)1～2倍，在(zai)焊接過(guo)程中(zhong)易產生(sheng)大的(de)焊接變形，引(yin)起(qi)較(jiao)大的(de)殘余應力。

4、焊縫金屬下塌

由于(yu)鎂的(de)表(biao)面張(zhang)力比鋁小(xiao)，焊(han)接(jie)時很容易產生(sheng)焊(han)縫(feng)金屬下塌，影響焊(han)縫(feng)成形質量(liang)。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊(han)接時易產生氫氣孔(kong)。氫在鎂中的(de)(de)溶解度(du)隨溫度(du)的(de)(de)降低而減小(xiao)，而且鎂的(de)(de)密度(du)比鋁小(xiao)，氣體不易逸出，在焊(han)縫凝固(gu)過(guo)程中會形成(cheng)氣孔(kong)。

6、熱裂紋

鎂合金易(yi)與(yu)其他(ta)金屬形(xing)成低熔點(dian)共晶(jing)組織(zhi)，在(zai)(zai)焊接(jie)接(jie)頭中易(yi)形(xing)成結晶(jing)裂紋。當接(jie)頭處溫度過高時，接(jie)頭組織(zhi)中的低熔點(dian)化(hua)合物(wu)在(zai)(zai)晶(jing)界處會(hui)熔化(hua)出(chu)現空穴，或(huo)產生晶(jing)界氧(yang)化(hua)等，即所謂(wei)的“過燒”現象。

此外，鎂及(ji)鎂合(he)金(jin)易燃燒，所以在熔化焊(han)接時需要惰(duo)性氣(qi)體(ti)或焊(han)劑(ji)的保護(hu)。