镁合金tig焊接工艺及研究进展

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1、镁合金焊接技术及研究进展.、八—Y——刖目镁是常用金属屮最轻的一种，是地壳屮最丰富的7li素之一，约占地壳组成的2.5%,主要以白云石和菱镁矿形式存在；另外，在盐湖及海水中的含景则更多。镁的熔点为650°C,与铝相近；镁的密度为117g/cnr镁的化学性能活跃，用作结构材料必须合金化，以防止在空气中自燃。镁合金具有以下性能特点：(1)密度小，是钢铁的2/9,铝合金的2/3,是最轻的结构合金；(2)比强度大，略低于比强度最大的纤维增强材料，远髙于工程塑料；⑶阻尼性好，吸收能力强，具有极强的减震性，可川丁•震动剧烈的场合；(4)导热性好，膨胀系数较大，弹性模量低，是一般工程材料的

2、300倍，且温度依赖性低；(5)镁合金是非磁性屏蔽材料，电磁屏蔽性能好，抗电磁波干扰能力强；(6)镁合金加工成型性好，线收缩率很小，尺、r稳定，不易因环境改变而改变。下图是镁和镁合金发煨及应用情况示意图：年代镁合金发展及放用情况1808年英国化学家H.Davy在实验室制得镁1927年高强度镁合金MgAI9Znl(AZ91)诞生1930年德国Alder工厂将镁合金用于汽车制造1935年苏联6机设计师将镁合金川丁"机制造20世纪80年代开发出高纯度压铸镁合金AZ91D1996年镁合金用于摄录机机壳和笔记木电脑外壳20世纪90年代镁合金开始在“3C”类产品上大景应用21世纪以来镁合金

3、航空航天、电子电信、光学仪器、军工工业上冇着齊遍应用和很大发展二镁合金的焊接特点镁合金具有密度和熔点低，热导率、电导率及热膨胀系数大，化学活性强，易氧化且氧化物的熔点高等特点，使镁合金的焊接具冇以下特点：(1)镁合金的沸点低(noor)，在熔焊高温条件下，容易产中蒸发，产生爆炸形成飞溅；(2)镁合金熔点低，热导率高，焊接吋应采用人功率的焊接热源，因而焊缝及近缝区易产生过热、晶粒长大、结晶偏析等现象，影响接头性能；(1)镁的化学性质活泼，易与空气屮的氧、氮反应生成MgO、Mg3N2,易在焊缝屮形成细小片状岡态夹渣，不仅严重阻碍焊缝成形，也使接头的力学性能显荠下降，闪此焊接时需用惰

4、性气体或焊剂保护；(1)镁合金的线膨胀系数较人，在焊接过程中易于变形，产中较人的热应力，易于产生热裂纹；(2)在焊接加热条件不，高温中能人量地溶解氢，随温度K降，其溶解度急剧减少，析出大量氢气容易形成气孔；(3)在焊接薄件吋，由于镁合金熔点较低，而氧化镁的熔点很高，两者不易熔合，焊接操作吋难以观察焊缝的熔化过程。温度升高，熔池的颜色也没有兄著变化，极易产生烧穿和塌陷现象。三镁合金的常用焊接方法镁及其合金在没有隔绝氧的条件下焊接吋易燃烧，熔焊吋需要用惰性气体或焊剂保护，但H前还没有有效的镁合金焊剂，而且焊剂也不能保护热影响区，H前钨极气体保护电弧焊(TIG)和熔化极气体保护屯弧焊

5、(MIG)是镁合金常用的焊接方法。此外镁合金还可采用搅拌序擦焊(FSW)、电阻点焊(RSW)、电子朿焊(EBW)和激光焊(LBW)等工艺进行焊接。50.81.19mm0100200300400500600焊接电流DCEP/A图1MIG焊接中熔滴过渡形态与送丝速度及焊接电流的关系1.熔化极氩弧焊(MIG)熔化极氩弧辉特点：(1)焊接速度快，生产效率髙；(2)由丁•以焊丝作电极，焊接适宜范围较窄(3)焊接电流过高时熔滴爆炸蒸发造成飞溅(4)焊接屮要采用推拉方式的特殊送丝装置(5)市场上直径小于1.6mm的焊丝很少，对于焊接厚度小于2mm的工件，难以找到适配焊丝。镁合金MIG焊时可以

6、有3种熔滴过渡形式：短路过渡、脉冲喷射过渡和喷射过渡。2.搅拌摩擦焊(FSW)轴向压力焊缝图2搅拌摩擦焊示意图搅拌摩擦焊(FSW)是一种新型的固相塑性连接工艺，焊接具有焊接质量稳定、热变形小、节能环保等特点。FSW焊接在镁合金焊接中效果良好，焊接接头的力学性能儿T与母材相W，抗拉强度达到母材的90%以上，可以使镁合金接头具有优&的力学性能。FSW焊是镁合金焊接中最具发展前景的焊接方法之一，同相连接避免了齊通焊接方法存在的焊接缺陷，焊接接队•力学性能较好，但其焊接T艺限制较多，搅拌头适应性差，磨损较快，工艺还不成熟，M前仅限于结构简单的构件。1.电阻点焊(RSW)厚度为0.5-3

7、.3mm的镁合金薄板和挤压件常用电阻点焊来联接，电阻点焊前要求对工件实行严格的焊前淸理，以获得尺寸稳定及优质的焊点。镁合金点焊对设备要求苛刻，因为它的热导率和屯导率高，故耍求焊接屯流人，焊接吋间短。耍求焊机电极有快速移动系统。这样，当金属快速软化和变形时，可以维持焊点熔核上的压力不变，故应采用低惯性焊机。1.激光焊(LBW)激光焊接焊速高，质景好，无变形，无需真空条件，容易实现向动化焊接。焊接过程屮，激光束照射到金属表面时，材料将瞬时汽化，并在朿流压力和蒸汽压力的共M作用下，形成一个细长的小