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(yao)有(you)：

1、電弧焊

鎂(mei)(mei)和(he)氧的(de)親和(he)力(li)大，且空氣(qi)(qi)中的(de)N2和(he)CO2也(ye)容易與鎂(mei)(mei)反應生(sheng)成(cheng)氮化(hua)物、碳化(hua)物而導(dao)致接(jie)(jie)(jie)頭(tou)力(li)學性能下降，因而傳統(tong)的(de)無氣(qi)(qi)體(ti)保護(hu)電弧(hu)焊(han)(han)不適合焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)鎂(mei)(mei)合金(jin)。為(wei)了保證焊(han)(han)縫質量(liang)，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)鎂(mei)(mei)合金(jin)時必(bi)須采用(yong)氬(ya)氣(qi)(qi)等惰性氣(qi)(qi)體(ti)保護(hu)，避免(mian)熔池(chi)與空氣(qi)(qi)（尤其(qi)是(shi)氧）接(jie)(jie)(jie)觸。鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)和(he)熔化(hua)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)是(shi)用(yong)于鎂(mei)(mei)合金(jin)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)主(zhu)要電弧(hu)焊(han)(han)方法(fa)。

（1）鎂合金鎢極氬弧焊

鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)是(shi)焊(han)(han)接(jie)鎂合金(jin)最常(chang)用(yong)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)，它是(shi)在惰性氣體(ti)的(de)(de)保護(hu)下，利(li)用(yong)電弧熱熔化(hua)母材(cai)和(he)填充金(jin)屬(shu)。直(zhi)流(liu)電源焊(han)(han)接(jie)時要采用(yong)反極(ji)性接(jie)法(fa)，以(yi)便利(li)用(yong)陰極(ji)霧化(hua)作用(yong)破壞、除去(qu)母材(cai)表面上的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜，減少(shao)或避免焊(han)(han)縫(feng)中的(de)(de)氧(yang)化(hua)物(wu)夾雜(za)。氬(ya)弧焊(han)(han)的(de)(de)熱影響(xiang)區尺寸(cun)及變形(xing)比較(jiao)(jiao)小，焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)力學性能和(he)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性能也(ye)比較(jiao)(jiao)高(gao)。

（2）熔化極氬弧焊

與鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)相比，熔(rong)化極(ji)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接速度(du)快，生(sheng)產率高，全(quan)自動(dong)焊(han)(han)速度(du)高，不過(guo)由于熔(rong)融(rong)鎂(mei)的表面張力小，電極(ji)絲前(qian)端(duan)的熔(rong)滴難以脫離(li)且(qie)焊(han)(han)接電流過(guo)高時熔(rong)滴爆(bao)炸蒸(zheng)發造成飛濺。

（3）等離子弧焊

等離(li)(li)子(zi)弧是(shi)一種(zhong)受(shou)到約(yue)束的非自由電弧，也(ye)稱(cheng)壓縮(suo)電弧，其溫度和能量密度都顯(xian)著高于(yu)普通電弧的，穿(chuan)透(tou)力較(jiao)強(qiang)，適合于(yu)厚板(ban)與弧長要求較(jiao)大(da)的場合。采用等離(li)(li)子(zi)弧焊焊接鎂合金(jin)(jin)時，可以(yi)在(zai)背面(mian)無墊(dian)板(ban)的情況下實現厚板(ban)對接的一次(ci)全焊透(tou)，且焊縫表面(mian)光(guang)滑，表現出(chu)良好的疲(pi)勞力學(xue)性能。有研究表明鎂合金(jin)(jin)變極(ji)性等離(li)(li)子(zi)弧焊的可調焊接參數區間(jian)比較(jiao)窄，且參數變化的影響(xiang)較(jiao)大(da)。

2、氣焊

氣(qi)焊(han)(han)的(de)(de)(de)熱(re)源是火焰（氧和(he)燃(ran)氣(qi)混合(he)燃(ran)燒(shao)形成(cheng)），熱(re)量(liang)不集(ji)中，焊(han)(han)件被加熱(re)區較寬，容易(yi)在(zai)接頭區導致較大的(de)(de)(de)收縮應(ying)力，形成(cheng)裂紋等缺陷。同(tong)時殘留在(zai)焊(han)(han)縫中的(de)(de)(de)助焊(han)(han)劑容易(yi)產生夾渣(zha)和(he)發生腐蝕，因而氣(qi)焊(han)(han)主要用(yong)于沒有(you)合(he)適(shi)熔焊(han)(han)設備(bei)的(de)(de)(de)現場(chang)或不太重要的(de)(de)(de)薄(bo)板構件以及(ji)鑄(zhu)件的(de)(de)(de)焊(han)(han)補。鎂及(ji)鎂合(he)金(jin)氣(qi)焊(han)(han)可選用(yong)QJ401助焊(han)(han)劑，試(shi)驗表明，該熔劑工(gong)藝性(xing)(xing)尚好，但對鎂的(de)(de)(de)腐蝕性(xing)(xing)強，焊(han)(han)后應(ying)徹底清理干(gan)凈。厚度(du)(du)小(xiao)于3mm的(de)(de)(de)鎂合(he)金(jin)件焊(han)(han)接時，氣(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬和(he)焊(han)(han)絲應(ying)作縱向運動，不宜采用(yong)橫向擺動。焊(han)(han)件厚度(du)(du)較大時，允許氣(qi)焊(han)(han)焊(han)(han)炬和(he)焊(han)(han)絲略作橫向擺動。

3、高能束焊

（1）電子束焊

電(dian)子束的(de)(de)能量密度(du)高，穿透力很強，具(ju)有焊(han)(han)(han)(han)接速度(du)快，熱輸入少，焊(han)(han)(han)(han)道寬(kuan)度(du)及(ji)熱影響區(qu)窄，焊(han)(han)(han)(han)道熔深大，變形小(xiao)(xiao)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)純潔度(du)高等優點(dian)(dian)。焊(han)(han)(han)(han)接鎂(mei)合金時(shi)在電(dian)子束下方會立刻(ke)產生鎂(mei)蒸(zheng)氣(qi)(qi)，熔融金屬隨(sui)即進(jin)入所(suo)(suo)產生的(de)(de)小(xiao)(xiao)孔(kong)中(zhong)(zhong)。由(you)于(yu)鎂(mei)合金的(de)(de)熔點(dian)(dian)低、蒸(zheng)氣(qi)(qi)壓高，因而(er)所(suo)(suo)生成(cheng)的(de)(de)小(xiao)(xiao)孔(kong)也比(bi)其他(ta)的(de)(de)金屬要大，容易在焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)根部形成(cheng)氣(qi)(qi)孔(kong)，因此(ci)要求有一套精確的(de)(de)操作工藝以防止(zhi)氣(qi)(qi)孔(kong)與過(guo)熱。焊(han)(han)(han)(han)接過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)電(dian)子束的(de)(de)周向擺動(dong)和聚焦點(dian)(dian)位置的(de)(de)調(diao)節有利于(yu)消除氣(qi)(qi)孔(kong)，獲得優質焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)。

（2）激光焊

激(ji)光(guang)焊(han)是利用高能量密度(du)激(ji)光(guang)束(shu)作為熱(re)源進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)的(de)一種高效精(jing)密加工方法。與其他(ta)熔(rong)焊(han)方法相比，激(ji)光(guang)焊(han)具(ju)有(you)能量密度(du)高，熱(re)輸入少，接(jie)(jie)頭區殘余應力(li)和(he)變形小，熔(rong)化(hua)(hua)區和(he)熱(re)影(ying)響區窄，熔(rong)深大(da)、焊(han)縫(feng)(feng)組織細小、接(jie)(jie)頭性能好等優點。此(ci)外(wai)激(ji)光(guang)焊(han)不需要真空條件，保護氣體種類及壓力(li)范圍可(ke)方便(bian)選擇(ze)，可(ke)借助偏(pian)轉棱鏡(jing)或光(guang)導(dao)(dao)纖(xian)維將激(ji)光(guang)束(shu)引導(dao)(dao)到難以接(jie)(jie)近(jin)的(de)部位進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)、操作靈活(huo)，可(ke)穿過透明材(cai)料聚焦焊(han)接(jie)(jie)等，這些都是電子束(shu)焊(han)難以具(ju)備的(de)。激(ji)光(guang)束(shu)可(ke)靈活(huo)控制，易于實現工件的(de)三維自動化(hua)(hua)焊(han)接(jie)(jie)。研究表明變形鎂(mei)合金的(de)激(ji)光(guang)焊(han)焊(han)縫(feng)(feng)強度(du)可(ke)與母材(cai)的(de)相近(jin)，通過選用適(shi)當(dang)的(de)工藝參數可(ke)避免(mian)氣孔與咬邊(bian)的(de)產生(sheng)。

4、壓力焊

壓力焊是利用摩擦、加壓和(he)熱擴(kuo)散(san)等(deng)物理作用克服(fu)兩(liang)個連(lian)接(jie)表(biao)面的(de)粗糙度，并除去（擠走(zou)）氧(yang)化膜及其(qi)他污染物，使兩(liang)個連(lian)接(jie)表(biao)面上的(de)原子相互接(jie)近到晶格距(ju)離(li)，從而實現固態連(lian)接(jie)。

（1）電阻點焊

鎂合金薄板和擠壓件都可(ke)以采用常規的電阻(zu)(zu)焊(han)(han)，如(ru)(ru)縫焊(han)(han)、點(dian)(dian)焊(han)(han)和閃(shan)光對焊(han)(han)進行焊(han)(han)接(jie)，其中點(dian)(dian)焊(han)(han)最常用。電阻(zu)(zu)點(dian)(dian)焊(han)(han)一般用于承受低載荷的工(gong)件焊(han)(han)接(jie)，如(ru)(ru)某些(xie)鎂合金框架、儀表(biao)艙、隔板等常采用電阻(zu)(zu)點(dian)(dian)焊(han)(han)。只要焊(han)(han)機(ji)(ji)功率(lv)能保(bao)證瞬時快速加熱(re)，直流(liu)脈沖(chong)點(dian)(dian)焊(han)(han)機(ji)(ji)及一般的交流(liu)點(dian)(dian)焊(han)(han)機(ji)(ji)均可(ke)適用于鎂合金的點(dian)(dian)焊(han)(han)。

（2）摩擦焊

鑄造鎂(mei)合(he)金特別是(shi)壓鑄鎂(mei)合(he)金應用比(bi)較廣泛。然而(er)(er)，殘留很多微(wei)氣(qi)孔是(shi)壓鑄合(he)金產品(pin)存在(zai)的(de)致命問題，這些氣(qi)孔因(yin)受熱而(er)(er)出(chu)現(xian)聚(ju)焦長(chang)大，嚴重(zhong)地(di)影響了合(he)金的(de)力(li)學性(xing)能。因(yin)此(ci)這類鎂(mei)合(he)金的(de)熔化焊通(tong)常難以獲得(de)理想的(de)焊縫。于是(shi)，鎂(mei)合(he)金的(de)摩擦(ca)焊成為了關注(zhu)熱點之一。摩擦(ca)焊是(shi)在(zai)外力(li)驅動(dong)下，利(li)用焊件(jian)接觸(chu)面(mian)之間(jian)的(de)相對摩擦(ca)運動(dong)產生熱量，使接觸(chu)面(mian)及其(qi)附(fu)近區域的(de)金屬達(da)到粘塑性(xing)狀態并產生適當的(de)宏(hong)觀塑性(xing)變形，然后通(tong)過兩側材料間(jian)的(de)相互擴散和動(dong)態再(zai)結晶而(er)(er)完成焊接。

（3）釬焊

鎂(mei)(mei)合金的釬(han)(han)焊(han)(han)(han)工藝與鋁合金相似(si)。可采(cai)用(yong)火焰釬(han)(han)焊(han)(han)(han)、爐中(zhong)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)及浸(jin)漬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)等方法，其(qi)中(zhong)以浸(jin)漬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)應用(yong)最為廣泛。釬(han)(han)焊(han)(han)(han)時所用(yong)釬(han)(han)料(liao)一(yi)般(ban)都是鎂(mei)(mei)基(ji)合金組分，如(ru)Mg2Al2Zn釬(han)(han)料(liao)，適(shi)配釬(han)(han)劑為氯化(hua)物(wu)和氟(fu)化(hua)物(wu)的混合粉(fen)末。無(wu)鍍層鎂(mei)(mei)合金的釬(han)(han)焊(han)(han)(han)工藝一(yi)般(ban)僅限于硬(ying)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)，因(yin)為還沒(mei)有找到合適(shi)的去膜及界面活化(hua)軟(ruan)釬(han)(han)劑。因(yin)此，對于無(wu)鍍層鎂(mei)(mei)合金的無(wu)釬(han)(han)劑軟(ruan)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)僅限于焊(han)(han)(han)接(jie)角接(jie)頭和填補(bu)變(bian)形件(jian)及鑄件(jian)噴(pen)涂前的非關鍵面上(shang)的表面缺陷(xian)。而帶有鍍層的鎂(mei)(mei)合金可以采(cai)用(yong)常用(yong)的軟(ruan)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)技術。

二、鎂合金焊接性問題主要有哪些

鎂合(he)金的性能與其(qi)他材料相比具有顯著特(te)點(dian)，焊(han)接性較為特(te)殊。由于鎂合(he)金密度低、熔點(dian)低、熱導(dao)率和電導(dao)率大(da)、熱膨脹系(xi)數大(da)、化學(xue)活潑性很強(qiang)、易氧化且氧化物的熔點(dian)很高(gao)，因(yin)此，鎂合(he)金在(zai)焊(han)接過程中會產生(sheng)一系(xi)列困難(nan)，主要表現在(zai)：

1、氧化和蒸發

由于鎂(mei)(mei)的(de)氧化性(xing)極強(qiang)，在(zai)焊接(jie)過程中易(yi)形成(cheng)氧化鎂(mei)(mei)（MgO），MgO熔點高(gao)（2500℃）、密度大（3.2g/cm3），易(yi)在(zai)焊縫(feng)(feng)中形成(cheng)夾雜，降低了焊縫(feng)(feng)性(xing)能。在(zai)高(gao)溫下(xia)，鎂(mei)(mei)還容易(yi)和空氣中的(de)氮(dan)發生化學反應生成(cheng)鎂(mei)(mei)的(de)氮(dan)化物，弱化接(jie)頭的(de)性(xing)能。鎂(mei)(mei)的(de)沸點不高(gao)，這將(jiang)導致在(zai)電弧高(gao)溫下(xia)很容易(yi)蒸發。

2、晶粒粗大

由于熱導率(lv)大(da)(da)，故焊(han)接鎂合金時要用大(da)(da)功率(lv)熱源、高速焊(han)接，易造成焊(han)縫(feng)和近(jin)焊(han)縫(feng)區金屬過熱和晶粒長大(da)(da)。

3、熱應力

鎂合金熱(re)膨脹系數較大，約(yue)為鋁的(de)1～2倍(bei)，在焊接過程中(zhong)易產生大的(de)焊接變(bian)形，引起較大的(de)殘余應力。

4、焊縫金屬下塌

由于鎂(mei)的表面張(zhang)力比鋁小，焊(han)(han)接時很容易產生焊(han)(han)縫(feng)金屬下(xia)塌，影(ying)響焊(han)(han)縫(feng)成形質量。

5、氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接(jie)時(shi)易(yi)產生氫氣孔(kong)。氫在(zai)鎂(mei)中(zhong)的溶解(jie)度(du)隨溫度(du)的降低而(er)減小，而(er)且鎂(mei)的密度(du)比鋁小，氣體不易(yi)逸(yi)出(chu)，在(zai)焊縫凝固(gu)過程中(zhong)會(hui)形(xing)成氣孔(kong)。

6、熱裂紋

鎂合金易(yi)與其他(ta)金屬(shu)形成低(di)(di)熔點(dian)(dian)共晶(jing)組(zu)織，在(zai)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)中易(yi)形成結(jie)晶(jing)裂紋。當接(jie)(jie)頭(tou)處溫度(du)過高時(shi)，接(jie)(jie)頭(tou)組(zu)織中的低(di)(di)熔點(dian)(dian)化合物在(zai)晶(jing)界(jie)處會(hui)熔化出現(xian)空穴，或產(chan)生晶(jing)界(jie)氧化等，即(ji)所謂(wei)的“過燒(shao)”現(xian)象(xiang)。

此外，鎂及鎂合(he)金易燃燒，所以在熔(rong)化(hua)焊接(jie)時需要(yao)惰性氣(qi)體或焊劑的保(bao)護。