AZ31鎂合金焊接工藝分析

PAGE摘要本文闡述了鎂及鎂合金的材料特點及焊接性、對鎂及鎂合金焊接中易產(chǎn)生氧化、裂紋、氣孔籌焊接缺陷，進行了分析。并對各種焊接方法進行詳細的介紹、分析，最終通過對鎂及鎂合金焊接工藝規(guī)范的不斷摸索，以及對試驗過程出現(xiàn)的問題的合理分析，總結出鎂及鎂合金焊接工藝特點及操作要領.并制定出完整的工藝。焊接鎂及鎂合金最常用的焊接方法就是鎢極氬弧焊，但是在現(xiàn)實還存在一些問題，像鎢極的燒損問題，到現(xiàn)在仍然沒有好的解決方法。我們在以后的研究中要向這個方向努力，去找出好的方法來克服這個問題。關鍵詞：鎂及鎂合金、焊接性、工藝參數(shù)、鎢極氬弧焊AbstractThispaperdescribesthemagnesiumandmagnesiumalloymaterialsandweldingcharacteristics,andtoaddressweldingofmagnesiumandmagnesiumalloywereproducedbyoxidation,Crack,stomatalchipsweldingdefects,aweldingtest.AswellasvariousmethodsforweldingRafahdescribedindetail,analysis,Bytheendofmagnesiumandmagnesiumalloyweldingtechnologystandardcontinuousgropingandthetestofthereasonablenessandsummedupmagnesiumandmagnesiumalloyweldingprocessfeaturesandoperationessentials.andtodevelopacompleteprocess.WeldingofmagnesiumandmagnesiumalloyweldingthemostcommonlyusedmethodistheTIGwelding,butinrealitytherearestillsomeproblems,liketheburningoftungsten,therewasstillnogoodsolution.Inthesubsequentstudytotheeffortsinthisdirection,tofindthebestwaytoovercomethisproblem.KeyWords：magnesiumandmagnesiumalloy,welding,processparameters,TIG緒論 1第一章焊接技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 11.1焊接技術的現(xiàn)狀 11.2焊接技術的發(fā)展趨勢 21.2.1焊接材料的發(fā)展趨勢 21.2.2焊接設備與焊接方法的發(fā)展趨勢 3第二章鎂合金的成分、組織和性能 32.1概述 32.2鎂合金成分對性能的影響 42.2.1鎂合金的合金化特點 42.2.2鎂合金成分與牌號 42.2.3鎂合金的分類及熱處理 52.2.4合金元素對組織和性能的影響 62.3鑄造鎂合金組織和性能 82.4變形鎂合金組織及性能 92.4.1變形鎂合金組織 92.4.2變形鎂合金性能 9第三章鎂合金的焊接性分析 103.1鎂合金的焊接特點 103.2鎂合金的焊接性 123.3焊后熱處理對焊接性的影響 15第四章鎂合金的焊接工藝 154.1焊接方法 154.2焊接材料 164.2.1焊絲 164.2.2焊劑 174.3焊前準備 194.4鎂及鎂合金的氬弧焊 194.5鎂及鎂合金的電阻點 21第五章鎂及鎂合金焊接缺陷及其防止 225.1焊接裂紋及防止措施 225.2鎢夾雜及防止措施 235.3夾雜及防止措施 235.4未焊透及防止措施 245.5過燒及防止措施 24結論 24致謝 27參考文獻 28

緒論焊接不僅是一種重要的基礎工藝，而且已發(fā)展成為一種新興的綜合工業(yè)技術。焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的先進制造技術，被廣泛應用于機械，冶金，電力，鍋爐和壓力容器，石油化工,建筑，橋梁，船舶，汽車，電子，航空，航天，軍工和軍事裝備等產(chǎn)業(yè)部門。由于鎂合金密度小，比強度，比剛度高，還具有散熱性，屏蔽性好等特點，使其在航空，航天，汽車制造和交通運輸?shù)刃袠I(yè)前景廣泛。近年來對鎂合金的研發(fā)，運用得到非?？焖俚陌l(fā)展。在鎂合金的應用過程中，焊接結構不可避免,由于鎂合金熔點低，線膨脹系數(shù)和熱導系數(shù)高，對氧氣親合力高，導致鎂合金的焊接性差，常規(guī)的焊接方法難以獲得良好的焊接接頭。為了更好的解決鎂、尤其鎂合金的焊接工藝問題,我們通過實踐,總結出一些系統(tǒng)的、比較成熟的工藝路線。并從理論上作了具體的論證,從而較好的解決了焊接鎂合金的難點。鎂合金是工業(yè)中應用最新型的一類有色金屬結構材料,在航空、航天、汽車、機械制造和交通運輸?shù)刃袠I(yè)中已大量應用。特別是近些年來科學技術及工業(yè)經(jīng)濟的迅速發(fā)展,對鎂合金焊接構件的需求日益增多,使鎂合金的焊接性研究日益深入。鎂合金的廣泛應用促進了鎂合金焊接技術的發(fā)展,同時焊接技術的發(fā)展又拓展了鎂合金的應用領域,因此,鎂合金的焊接問題正成為現(xiàn)今焊接技術研究的熱點之一。第一章焊接技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1焊接技術的現(xiàn)狀現(xiàn)代焊接誕生至今僅百余年，充分顯示出生命力，二十世紀來，尤其是近二三十年，科學技術以空前速度向前發(fā)展。如等離子物理、電子束、紅外線、真空、超聲、聲學乃至計算機技術、微電嚴技術、自動控制技術、材料科學與工程斷裂力學、檢測技術等許多觀代科學技術的新成就。都在焊接上獲得應用。奠定了焊接技術發(fā)展的基礎。增強了焊接技術本身的能力。擴大了焊接技術的內涵和外延。因而焊接作為一門科學技術，無論在理論上、應用上都在日新月異地發(fā)展。現(xiàn)代科學技術的新成就已日益滲透到焊接科學枝術領域，促進了現(xiàn)代焊接技術發(fā)展的—個重要特點。焊接技術已經(jīng)在能源、交通、化工、煉油、冶金、建筑、壓力容器、機械，電子、航天、航空等幾乎所有的民用和軍用工程和制造領域都得到廣泛的應用。在一些部門中，焊接占有相當重要的地位。在很大程度上對工業(yè)發(fā)展速度和產(chǎn)品質量起到重要的甚至關鍵性的作用。從某種意義上講，工業(yè)先進的國家莫不以焊接技術先進作為其現(xiàn)代化的顯著標志之一。焊接技術在國民經(jīng)濟中日益重要的作用，也是當代焊接技術發(fā)展的—個重要特點。1.2焊接技術的發(fā)展趨勢

二十一世紀我國的經(jīng)濟科技發(fā)展目標是宏偉的。這就決定了我們科學技術工作者的任務是十分艱巨的。當前世界范圍內蓬勃發(fā)展的科技革命，對我們焊接工作者提出了更高的要求，我們要面臨向經(jīng)濟建設主戰(zhàn)場，運用現(xiàn)代科技技術，促進焊接技術的進步與發(fā)展。1.2.1焊接材料的發(fā)展趨勢雖然我國在焊接材料的研究和生產(chǎn)上：取得了大的進步，然而，我國焊接材料生產(chǎn)在質量和品種方面仍面臨著嚴峻的形勢。目前，我國焊接材料仍以焊條為主體，焊條生產(chǎn)總量約占焊接材料總量的80％。焊絲只占19％左右。從美國、日本等工業(yè)發(fā)達國家焊接材料構成來看，美國焊條產(chǎn)量占焊接材料的20％，焊絲占79％左右。日本焊條產(chǎn)量占焊接材料15％，焊絲占84％左右。從以上這些數(shù)據(jù)不難看出與發(fā)達國家相比我國存在很大的差距。焊絲產(chǎn)量的增長及其在焊接材料中比重的增加，是衡量焊接自動化程度的一個重要標志。隨著科學技術的進步，焊接自動化程度的提高，焊接金屬的熔敷率相應也逐年提高。如日本。1980年的熔敖率為68％。到1990年就提高到了80％，這樣焊材得到了充分的利用。以致工業(yè)發(fā)達國家雖然產(chǎn)量增長緩慢甚至逐年下降，而氣體保護焊絲產(chǎn)量逐年增長的趨勢及用焊絲代替焊的趨勢日益明顯。發(fā)展實芯焊絲和藥芯焊絲是焊接材料的一個發(fā)展方向。我國氣體保護焊焊絲生產(chǎn)不僅構成比小，而且品種單一，強度等級與鋼材仍不配套。如應用最廣的H08Mn2SiAC02氣體保護焊絲，實際是沿用原蘇聯(lián)50年代標準，

與美、日、德等國同類焊絲比，含Mn量高。Mn和Si成分范圍不合理。這種焊絲，鋼廠冶煉易出廢品，由于Mn量偏高，還使拉撥較難。我國冶金部已將這種焊絲標準納入更新計劃，此外，急需研制和生產(chǎn)自保護及堆焊用藥芯焊絲。1.2.2焊接設備與焊接方法的發(fā)展趨勢近三十多年來，我國電焊機行業(yè)共生產(chǎn)焊機約180萬臺，到目前為止，可生產(chǎn)的產(chǎn)品為40個系列，92個品種。486個規(guī)格。就生產(chǎn)規(guī)模而言，與國外發(fā)達工業(yè)國家相比，差距很大。如美、蘇的平均年產(chǎn)量為30萬臺。美國有500個品種外，前蘇聯(lián)有300個品種，日本有200個品種。與國外的差距還表觀在焊機產(chǎn)品構成比上：我國生產(chǎn)的焊機手工(電焊條)弧焊機為主，占80％左右，它反映我國焊接生產(chǎn)：中采用的焊接方法以手工電弧焊為主。此外，C02氣體保護焊經(jīng)過近二十幾年的推廣應用，雖然得了一些成效，但進展仍相當緩慢。C02焊機的比例仍很低，TIG焊機品種較少。白于焊機的自適應控制技術尚待進一步開發(fā)，特種焊的推廣應用問題還不少?？諝獾入x子切割機、電極壽命一直尚未解決好，大厚度的切割，國內尚無較好的設備、電子束激光焊進展較緩慢。大力發(fā)展專用焊接成套設備，焊接機器入，重視輔機具及切割設備的生產(chǎn)，加速微電子、計算機、控制技術科技新成就在焊接設備上的廣泛應用，是實現(xiàn)“優(yōu)質、高效、節(jié)能、節(jié)材成套和自動化”的總體發(fā)展方向的需要。第二章鎂合金的成分、組織和性能2.1概述工業(yè)用鎂的純度可達到99.9％，但是純鎂不能用于結構材料。在純鎂中加入鋁、鋅、鋰、錳、鋯和稀土等元素形成的鎂合金具有較高的強度，可以作為結構材料廣泛應用。在20世紀20年代至30年代晚期，鎂合金的開發(fā)和應用達到第一高峰；在20世紀50年代，達到第二個高峰；從20世紀90年代至今時第三個高峰。2.2鎂合金成分對性能的影響2.2.1鎂合金的合金化特點（1）晶體結構因素根據(jù)休謨-饒塞里定則，金屬結構相同，原子尺寸、電化學特征相近，才能形成無限固溶體。鎂具有密排六方晶體結構，其他常用的密排六方金屬（如鋅和鈹），不能滿足上述條件，不能與鎂形成無限固溶體。只有鎘可以滿足上述條件，在高溫（＞253℃（2）原子尺寸因素溶質和溶劑原子大小的相對差值在15％以內才能形成無限固溶體。對鎂來說，可能形成無限固溶體的金屬元素中約有1/2，約1/10的金屬元素相對差值在15％左右，其他則在15％以外。（3）電負性因素溶質元素與溶劑元素之間的電負性相差越大，生成的化合物越穩(wěn)定。Darten-Gurry理論認為，電負性差值大于0.4的元素不易形成固溶體。鎂具有較強的正電性，當它與負電性元素形成合金時，幾乎一定形成化合物。這些化合物往往具有拉夫斯型結構，同時其成分具有正常的化學價規(guī)律。拉夫斯相是一種金屬間化合物，它借大小原子排列的配合而實現(xiàn)密排結構，其分子式是AB2，A的原子半徑大于B的原子半徑。盡管形成拉夫斯相的主要因素，但是電子濃度在確定其結構類型和穩(wěn)定性方面起著重要作用。鎂合金化合物中Mg-Al合金耐高溫性能較差，而Mg-Si耐高溫性能較好。（4）原子價因素當溶質和溶劑的原子價相差越大，則溶解度越小。與低價元素小臂，較高價元素在鎂中的溶解度較大。所以，盡管Mg-Ag和Mg-In之間原子價差是相同的，但一價銀在二價鎂中的溶解度比三價鎂中的溶解度要小的很多。2.2.2鎂合金成分與牌號目前，國際上傾向于采用美國試驗材料協(xié)會（ASTM）使用的方法來標記鎂合金。鎂合金的合金元素代號見表。鎂合金牌號中兩位數(shù)字表示主要合金元素的名義質量分數(shù)（％）。其局限性是不能表示出有意添加的其他元素。由于這個原因，這中體系需要改進。后綴字母A、B、C、D、E等是指成分和特定范圍純度的變化(見表1)。如AZ91E表示主要合金元素為AL和Zn，其名含義分別為9％和1％，E表示AZ91E是含9％Al和Zn1％合金系列的第五位。表1鎂合金中合金元素代號代號英文名稱中文名稱代號英文名稱中文名稱代號英文名稱中文名稱AAl鋁KZr鋯SSi硅BBi鉍LLi鋰TSn錫CCu銅MMn錳WY釔DCd鎘NNi鎳YSb銻ERE稀土PPb鉛ZZn鋅FFe鐵QAg銀FTh釷RCr鉻2.2.3鎂合金的分類及熱處理鎂合金的分類有三種方式：化學成分、成型工藝、成形工藝和是否含鋯。根據(jù)化學成分，以5鉻主要合金元素Mn、Al、Zn、Zr和稀土為基礎，組成基本合金系：Mg-Mn，Mg-Al-Mn,Mg-Al-Zn-Mn，Mg-Zr，Mg-Zn-Zr，Mg-Re-Zr等合金系。按含Al分，分為含Al鎂合金和不含Al鎂合金。根據(jù)加工工藝分，鎂合金可分為鑄造鎂合金和變形鎂合金。兩者沒有嚴格的區(qū)分。表2中國鎂合金牌號與美國鎂合金牌號對比表種類美國Zn變形鎂合金M1M20.30.3AZ310.2-0.8-0.8-1.4AZ610.5-1.5AZ632.0-3.0AZ800.2-0.8ZK605.0-6.0鑄造鎂合金ZK51A3.5-5.5ZE41A3.5-5.0EZ332.0-3.0ZE635.5-6.5-0.2-0.7-0.2-0.7AZ81A0.1-0.5由上表得知，我們要說的鎂合金材料AZ31是美國合金牌號，也就是國際所傾向采用的美國試驗材料協(xié)會（ASTM）使用的標記方法。鎂合金材料AZ31即是中國鎂合金牌號MB2。鎂合金材料AZ31屬于變形鎂合金。鎂合金的化學成分見表3。表3鎂合金材料AZ31的化學成分合金AlZnMgSiCuNiFeMgAZ312.5-3.50.7-1.30.2(最小)0.30(最大)0.05(最大)0.005(最大）0.005(最大）其余2.2.4合金元素對組織和性能的影響合金元素對鎂合金資質和性能由著重要的影響（見表4）。上面已經(jīng)提到，加入不同合金元素，可以改變鎂合金共晶化合物或第二相組成、結構以及形態(tài)和分布，可得到性能完全不同的鎂合金。鎂合金的主要合金元素由Al、Zn和Mn等，由害元素由Fe、Ni和Cu等。（1）鋁在固態(tài)鎂中具有較大的固溶度，其極限固溶度為12.7％，而且隨溫度的降低顯著減少，在室溫時的固溶度是2.0％左右。鋁可以改善壓鑄件的可鑄造性，體改鑄件強度。但是，Mg17Al12析出會降低抗蠕變性能。特別是在AZ91合金中這易析出量會達到很鋯。在鑄造鎂合金中鋁含量可達到7％-9％，而在變形鋁合金中鋁含量一般控制在3％-5％。鋁含量越高，耐蝕性越好。但是，應力腐蝕敏感性隨鋁含量的增加而增加。（2）鋅在鎂合金中的固溶度約為6.2％，其固溶度隨溫度的減低而顯著減少。鋅可以提高鑄件的抗蠕變性能。鋅含量大于2.5％時對防腐性能有一定的影響。原則上鋅含量一般控制在2％以下。鋅能提高應力腐蝕的敏感性，明顯地提高了鎂合金的疲勞極限。（3）錳在鎂中極限溶解度為3.4％。在鎂中加入錳對合金的力學性能影響不大，但降低塑性，在鎂中加入1％-2.5％錳的主要目的時為了提高合金的抗應力服飾傾向，從而提高耐腐蝕能力和改善合金的焊接性能。錳害能略微提高合金的熔點，在含鋁的鎂合金中可形成MgFeMn化合物，可提高鎂合金的耐熱性。由于冶煉過程中帶如較多的元素Fe通常有意加入一定合金元素Mn來去除Fe。所以Mn在鎂合金中存在兩類作用易時作為合金元素，可提高鎂合金的韌性，如AM60，此類合金中Mn含量較高；二時形成中間項AlMn和AlMnFe，此類合金中Mn含量較低。迄今為止，鎂合金中含AlMn相的結構還不很清楚。Mn與Al結合可形成中間相。（4）硅可改變壓鑄件的熱穩(wěn)定性能與抗蠕變性能。因為在晶界處可形成細小彌漫散的析出相Mg2Si，它具有CaF2型面心立方晶體結構，有較高的熔點和硬度。但在鋁含量較低時，共晶Mg2Si相易成漢字型，大大降低了合金的強度和韌性。硅對應力腐蝕名義影響。表4合金元素對鎂合金性能的影響（5）鋯在鎂中的極限溶解度為3.8％，Zr時高熔點金屬，有較強的固溶強化作用。Zr與Mg具有相同的晶體結構，Mg-Zr的合金凝固時，會析出α-Zr，可作為結晶時的非自發(fā)形核核心，因此可細化晶粒。在鎂合金中加入0.5％-0.8％Zr，其細化晶粒效果最好。Zr可減少熱烈傾向和提高力學性能和耐蝕性，降低應力腐蝕敏感度。（6）鈣可細化組織，Ca和鎂形成具有六方MgZn2型結構的高熔點Mg2Ca相，使蠕變抗力有所提高并進一步降低成本。但是Ca含量超過1％時，如一產(chǎn)生熱烈傾向。Ca對腐蝕性能產(chǎn)生不利影響，可能提高鎂合金Mg-9Al抗應力腐蝕性能。（7）稀土元素常有的稀土元素（RE）有Y和混合稀土（MM）,混合稀土包括Ce、Pr、La、Nd等。各種稀土元素在鎂中的溶解度相差很大，Y在鎂中的極限溶解度最大，為11.4％；Nd為3.6％；La和Ce最小，稀土元素可顯著提高鎂合金的耐熱性，細化晶粒，減少顯微疏松和熱烈傾向，改善鑄造性能和焊接性能，一般無應力腐蝕傾向，其耐蝕性不亞于其他鎂合金。Nd的綜合性能最佳，能同時提高室溫和高溫強化效應；Ce和稀土次之，有改善耐熱性的作用，常溫強化效果很弱；La的效果更差，兩方面都趕不上Nd和Ce。Y和Nd能細化晶粒，通過改變形變機制，體改合金的韌性。加入混合稀土能明顯細化ZK60鎂合金的晶粒組織，提高ZK60鎂合金的抗拉強度和屈服強度。Ce對鎂合金應力腐蝕性能無影響。Re能提高鎂鋁合金Mg-9Al的抗應力腐蝕性能。Fe、Ni、Cu、Co四種元素在鎂中的固溶度很小，在其濃度小于0.2％時就對鎂產(chǎn)生非常有害的影響，加速鎂的腐蝕。2.3鑄造鎂合金組織和性能鎂合金鑄造有很多種方法，包括重力鑄造和壓力鑄造；砂型鑄造、永久模鑄造、半永久模鑄造、熔模鑄造、擠壓鑄造、低壓鑄造和高壓鑄造。通常所說的壓鑄是指高壓鑄造，以區(qū)分重力鑄造和低壓鑄造。對于具體材料，應根據(jù)其化學成分、工藝要求來選擇合適的鑄造方法。合金成分和鑄造工藝對組織結構有重要的影響。合金元素，尤其時稀土元素RE引起中間結構的復雜變化，對鎂合金的組織和性能產(chǎn)生很大的影響。2.4變形鎂合金組織及性能許多鎂合金即可座鑄造鎂合金有可做變形鎂合金。變形鎂合金經(jīng)過擠壓、軋制和鍛軋等工藝后具有比相同成分的鑄造鎂合金更高的力學性能。變形鎂合金制品的軋制波板、擠壓件和鍛件等。這些產(chǎn)品具有更低的成本、更高強度和延展性以及多樣化的力學性能等優(yōu)點。其工作溫度不超過150℃。在變形鎂合金中，常用的合金系時Mg-Al系與Mg-Zr-Zn系。Mg-Al系變形合金一般屬于中等強度，塑性較高的變形鎂材料，鋁的含量約為0-8％，典型的合金為AZ31、AZ61A和AZ80A合金，由于Mg-Al合金具有良好的強度、塑性和耐腐蝕綜合性能，而且價格低，因此時最常用的合金系列。Mg-Zr-Zn系合金一般屬于高強度材料，變形能力不如Mg-Al系，常用擠壓工藝生產(chǎn)，典型合金ZK60合金。常用變形鎂合金有AZ31B、AZ61A、AZ80A和ZK60等。2.4.1變形鎂合金組織AZ31擠壓組織晶粒尺寸為15-20微米，AZ31組織是由α相和沿晶界分布的β相組成，并存在孿晶組織。但是組織形態(tài)與AZ80組織有明顯的不同。組織晶粒大小相差懸殊，大晶粒長達250微米左右，而小的僅有10微米左右。從側向看晶粒變形程度非常高，存在形變結構。SEM形貌顯示在晶界或晶內分布著大小不等的，具有規(guī)則形狀的AlMn相這與Eliezer在AZ61和AZ31中觀察到的長條狀不同。經(jīng)過EDS分析其成分主要為Al和Mn，Al∕Mn（原子比）為（1.10-1.19）：1。2.4.2變形鎂合金性能變形鎂合金的力學性能與加工工藝、熱處理狀態(tài)等有很大關系（表5、表6），尤其時加工溫度不同，材料的力學性能可能會在很寬的范圍。在400℃以下擠壓，擠壓合金已發(fā)生再結晶。在300℃進行冷擠壓，材料內部保留了許多冷加工的顯微組織特征。如高密度位錯或孿生組織。在再結晶溫度以下擠壓可使擠壓制品獲得更好的力學性能（見表7）。變形鎂合金產(chǎn)品中值得注意的兩方面是：變形時鎂的彈性模量擇優(yōu)取向不敏感，因此在不同的變形方向上，彈性模量的變化不明顯；變形鎂合金產(chǎn)品壓縮屈服強度低于其拉伸屈服強度，即σc:σt≈0.5-0.7，因此在涉及如彎曲等不均勻變形塑性變形時需要特別注意。根據(jù)鎂的這些變形特點，在以后的變形鎂合金的發(fā)展過程中要注意把塑性變形與熱處理結合起來，充分利用細晶強化等新工藝方法，通過添加適當?shù)暮辖鹪貋砀臋C合金性能，制得先進的變形鎂合金材料。表5變形鎂合金的力學性能指標合金抗拉強度/MPa屈服強度/MPa伸長率/％剪切強度/MPa硬度HRB擠壓棒及型材AZ312602001513049表6擠壓Mg-Al-Zn鎂合金的力學性能和疲勞性能合金典型成份/％熱處理狀態(tài)拉伸性能/（N/㎜2）疲勞極限（1×107周）/（N/mm2）AlZnMnYSUTSE/％AZ313.01.00.20F20026015145表7擠壓鎂合金的力學性能與溫度的關系合金擠壓溫度/℃抗拉強度/Mpa屈服強度/Mpa伸長率/％AZ31380400430300270245230185150211614第三章鎂合金的焊接性分析3.1鎂合金的焊接特點（1）粗晶鎂的熔點低，熱導率高，焊接時應采用大功率的焊接熱源。因而焊縫區(qū)金屬易產(chǎn)生過熱，晶粒長大，結晶偏析現(xiàn)象，從而降低了接頭性能。（2）氧化與蒸發(fā)鎂易也氧氣結合，在鎂合金表面回產(chǎn)生氧化鎂薄膜，會嚴重影響焊縫成形，因此在焊前需要采用化學方法或機械方法對其表面進行清理。在焊接過程的高溫條件下，熔池中易產(chǎn)生細小片狀的固態(tài)夾渣，這些夾渣不僅嚴重阻礙了焊縫的成形，也會降低焊縫性能，這些氧化膜可以借助于氣劑或電弧的陰極破碎的方法去除。焊接方法欠佳時，在焊接高溫下鎂還易于空氣中的氮生成氮化鎂，氮化鎂夾渣會導致焊縫金屬的塑性降低，接頭變脆，空氣中氧的侵入還易引起鎂的燃燒。而由于鎂的沸點不高（約1100℃（3）熱裂紋傾向鎂合金焊接過程中存在非常嚴重的熱裂紋傾向，這對于獲得良好的焊接接頭是非常不利的，鎂于一些合金元素（CuA、Al、Ni、等）極易形成低熔點共晶體如Mg-Cu共晶（熔點480℃）Mg-Ni共晶（熔點508鎂的熔點低，導率高，焊接時較大的焊接熱輸入會導致焊縫及近縫區(qū)金屬產(chǎn)生粗晶現(xiàn)象（過熱晶粒長大、結晶偏析等）降低接頭的性能，粗晶也是引起接頭熱裂紋傾向的原因。因而鎂的熱膨脹系數(shù)大，約為鋁的1.2倍，因此焊接時易產(chǎn)生較大的熱應力和變形，會加劇焊接熱裂紋產(chǎn)生。見表8是各種鎂合金的熱裂傾向及解決措施：表8各種鎂合金的熱裂傾向及解決措施鎂合金熱裂傾向改善和解決措施Mg-Mn系二元合金合金相組織為α+β（Mn）+Mg9Ce。該合金的結晶區(qū)間窄，熱烈傾向小，若近縫區(qū)經(jīng)二次或多次加熱，會產(chǎn)生含Mg9Ce的低溶共晶（加入Ce是為了改善接頭力學性能，熱穩(wěn)定性和細化晶粒）在焊絲中加入ω（Al）4℅—5℅與Ce反應形成均勻彌散分布在晶界上Mg-Al-Zn系合金加入Zn和Al，可提高屈服強度并阻止焊接時晶粒的長大，但Zn和Al的量的增加時，低溶共晶量也增加，熱裂傾向也增加，且有晶間過燒現(xiàn)象限制Zn和Al的過量增加Mg-Al-Zr系合金結晶區(qū)間大，熱烈傾向大采用含有稀土的焊絲，高溫預熱，可顯著降低熱裂傾向Mg-Zn-Zr稀土系合金熱裂傾向小，特別是橫向裂紋和弧坑裂紋由于稀土的加入明顯減少采用結晶區(qū)間寬而熔點低于母材的焊接材料（4）氣孔與燒穿與焊接鋁相似，鎂焊接時易出現(xiàn)氫氣孔，氫在鎂中的溶解度隨溫度的減低而急劇減少，氫的來源越多，出現(xiàn)氣孔的的傾向越大。鎂及鎂合金在沒有隔絕氧的情況下焊接時，易燃燒。熔焊時需要惰性氣體或焊劑的保護，由于鎂焊接時需要用大功率的熱源，當接頭處溫度過高時，母材會發(fā)生“過燒”現(xiàn)象，因此焊接鎂時必須嚴格控制焊接熱輸入。熱輸入的大小與受熱次數(shù)對焊接接頭性能和組織有一定的影響，因此應限制接頭返修或補焊次數(shù)。同時應注意焊接方法、焊接材料及焊接工藝的變化會導致焊接接頭力學性能的差異。焊后退火對消除焊接應力及改善接頭組織有利，但退火工藝必須兼顧倒工件的使用及技術要求。在焊接鎂合金薄件時由于鎂合金的熔點較低，而氧化膜的熔點較高，使得接頭不易結合，焊接時難以觀察焊縫的溶化過程。并且由于溫度的進一步升高，無法觀察熔池的顏色有無顯著變化，極易導致焊縫產(chǎn)生燒穿和塌陷。3.2鎂合金的焊接性生產(chǎn)實踐和實驗結果表明：鎂合金焊接接頭強度削弱的主要原因時焊縫和過熱區(qū)的晶粒長大，晶界存在一定數(shù)量低熔點共晶體，溶合線區(qū)的怎大，以及殘余應力等。不同的焊接材料、不同的焊接誒方法和工藝參數(shù)所得到的焊接接頭金屬組織是不同的，同時也決定了它的力學性能的差異。先就幾種常見的鎂合金氬弧焊接金屬組織情況介紹如下：（1）焊接接頭的金屬組織形態(tài)1）MB3鎂合金用 MB3焊絲焊接時的焊縫金屬組織形態(tài)由Mg-Al-Zn和Mg-Al-Mn三元相圖可知道：MB3由α+γ+β（Mn）相組成，但是由于Al在鎂中的溶解度較大，而MB3的鋁含量只是3.8℅—4.5℅；另一方面Al在Mg中的擴散系數(shù)較小，故MB3基體金屬中一般狀態(tài)下除能看到β（Mn）相外，幾乎全是α相組成只有在焊縫金屬內才能出現(xiàn)γ相。MB3及其Mg-Al-Zn系合金焊接時晶粒長大傾向較小，并隨Al的含量的增大，晶粒長大傾向減小，一般焊縫金屬的組織比基體金屬要細的多。由生產(chǎn)實踐表明：MB3的焊接接頭3次焊補后晶粒未見有長大現(xiàn)象。2）鎂-錳系二元合金（MB8）用MB8焊絲焊接時的焊縫金屬組織形態(tài)MB8合金具有很小的結晶溫度范圍，但為了改善其熱穩(wěn)定性，細化晶粒，通常在MB8合金中加入0.15℅—0.35℅的杮。根據(jù)Mg-Mn-Ce三元相圖，MB8合金的金相組織在晶間有低溶墊共晶體薄層，有時在半溶化區(qū)可以看到這種薄層。MB8中Ce的含量很少，所以在金相組織圖片上不易被發(fā)現(xiàn)。MB8的液相線也固相線的間隔很小，這似乎對減小結晶裂紋傾向時有利的，但由于MB8合金尚含有Ce，在晶界處將存在低熔點共晶體。MB8板材用MB8焊絲焊接的焊縫，其金相組織可明顯地分為三個區(qū)域：即靠近溶合線的柱狀晶區(qū)；核心中柱狀晶區(qū)也焊縫中心的等軸晶區(qū)；焊縫頂部（余高）的柱狀晶區(qū)。這種明顯的結晶組織特點說明了MB8合金的晶粒是極易長大的。晶粒易長大是Mg-Mn系合金的特點。晶粒愈大對力學性能的影響愈顯著，其晶界存在的低熔點共晶導致這種合金產(chǎn)生焊接熱裂紋傾向。為此國內外在焊接MB8時均不采用MB8合金焊絲。3）MB8合金用MB3合金焊絲焊接時的焊縫金屬組織形態(tài)MB8合金用MB3焊絲焊接時，其焊縫核心金屬組織也MB3合金用MB3焊絲焊接成的焊縫組織相同，晶粒均較細。MB8合金用MB3焊絲焊接的接頭過熱區(qū)MB8合金用MB8焊絲焊接的接頭過熱區(qū)組織相同。用MB3焊絲焊接MB8合金時可得到較細的焊縫金屬組織，但溶合線區(qū)金屬長大的傾向仍較嚴重，這在多次補焊時有明顯的反應。隨著補焊次數(shù)的增加，溶合線寬度逐漸增大。用MB3焊絲焊接MB8合金時會使溶合線增寬。但比用MB8焊絲焊接MB8合金時仍然要優(yōu)越的多。4）ZM5合金用ZM5焊絲焊接的焊縫金屬組織狀態(tài)對于ZM5合金焊接通常是用于ZM5合金鑄件補焊上。一般說，需補焊的ZM5合金鑄件，都是經(jīng)過淬火時效等熱處理的，補焊后往往因為焊件較大或已經(jīng)過精加工等原因而不變再進行熱處理。ZM5合金鑄件經(jīng)淬火后，Mg17Al12便溶解在基體金屬中。對已經(jīng)淬火的ZM5鑄件補焊時會造成過熱區(qū)內的Mg17Al12化合物在晶界上析出。在晶粒內部靠近晶界處將有粒狀Mg17Al12化合物出現(xiàn)。由實踐證明：ZM5合金焊接接頭半溶化區(qū)晶界上析出類似鑄態(tài)Mg17Al12化合物，而晶內析出粒狀的Mg17Al12化合物。如果補焊后中心淬火，而ZM5合金基體金屬上的Mg17Al12化合物幾乎全部融入基體金屬中，而焊縫金屬晶界的Mg17Al12化合物也基本上溶入基體金屬。由此可見，ZM5合金鑄件補焊后應重新淬火。補焊過程中焊接工藝參數(shù)選擇正確與否對提高補焊接頭的性能將由很大的影響。（2）焊接線能量于受熱次數(shù)對金屬組織和力學性能的影響決定焊接線能量（單位焊縫長度上輸入的熱量）的主要參數(shù)時焊接電流、電弧電壓、焊接速度以及有焊接電流所決定的鎢極直徑、焊炬噴嘴孔徑、氣體流量及壓力等，其中起主導作用的時焊接電流及焊接速度。通常焊接鎂合金時均采用盡可能大的焊接電流和焊接速度。因為小電流焊接時極易產(chǎn)生焊縫氣孔；減小焊接速度會使輸入的熱量增加，以致形成過熱或熱裂紋。焊接線能量過大會使焊接接頭的金屬組織變壞。以MB2合金為例，熱影響區(qū)的金相組織于焊接線能量之間有一定的關系。線能量為5363J/cm時，從基體金屬到焊縫溶合線區(qū)的組織是沿晶界均布有金屬化合物的細晶粒結構。當線能量增至6992J/cm，則溶合線區(qū)的晶粒較5363J/cm時粗大的多。而當線能量繼續(xù)增至14070J/cm時，晶間出現(xiàn)了粗大的金屬間夾雜物。鎂合金焊接頭經(jīng)過多次受熱（補焊）對金屬組織和力學性能的影響：1）MB3、MB8合金經(jīng)過多次補焊后，焊接接頭熱影響區(qū)的寬度隨補焊次數(shù)的增加而增加。見表9表9焊接接頭熱影響區(qū)的寬度與補焊次數(shù)關系合金牌號/寬度/補焊次數(shù)一次補焊二次補焊三次補焊四次補焊一次焊接MB3MB82.303.702.593.962.814.303.024.601.903.412）MB3、MB8合金經(jīng)過多次補焊后，使接頭熱影響區(qū)金屬晶粒明顯增大。表10MB3、MB8接頭熱影響區(qū)金屬晶粒度合金牌號/晶粒平均面積/補焊次數(shù)基體金屬（退火狀態(tài)）一次焊接一次補焊二次補焊三次補焊四次補焊MB3MB817815141810305601315640160085018009502030表11MB3、MB8合金焊接接頭力學性能合金牌號補焊次數(shù)σbσSδMPa％eq\o\ac(○,1)MPa％％％MB3未經(jīng)補焊未經(jīng)補的焊接結構一次補焊二次補焊三次補焊未經(jīng)補焊四次補焊273.4264.1265.6269.0269.5266.1266.110010010198.498.6100100184.2174.4168.6178.2178.7175.4183.810010096.596.797.2100104.29.98.810.29.689.639.579.2910010011697.897.310097MB8未經(jīng)補焊一次補焊二次補焊三次補焊四次補焊188.3eq\o\ac(○,2)199.6186.9174.4156.810010699.592.783.4121.5125.7127.4127.4127.4100101.51031031035.137.295.734.353.701001421118572①為占未補焊焊接接頭性能的百分比②試樣未去除焊縫余高，故列出同等余高的未經(jīng)補焊接頭的數(shù)據(jù)3）經(jīng)過多次補焊的MB3、MB8合金焊接接頭力學性能如表11。由上表可知MB3合金經(jīng)過多次補焊后對焊接力學性能的影響不大，但MB8合金經(jīng)補焊后接頭性能的下降趨勢較大。由于鎂合金加熱時有晶粒長大現(xiàn)象，這對接頭的力學性能及耐腐蝕性能均不利，并使裂紋的形成傾向增大，所以接頭的補焊數(shù)不得超過3次。3.3焊后熱處理對焊接性的影響焊后退火對消除焊接應力及改善接頭組織時有利的，但退火溫度的選擇必須兼顧整個焊接構件的技術要求，盡量保持材料的原始狀態(tài)（如冷作硬化、半冷作硬化，淬硬時效狀態(tài)等）.以MB3合金用MB3焊絲焊成的接頭為例，退火前后的的金屬組織有很大的區(qū)別。未經(jīng)退火的焊縫金屬為均勻的等軸細晶粒，在晶粒邊界尚存在一定數(shù)量的低熔點件化合物層。當經(jīng)過280℃、320℃、360℃等溫度保溫5小時，并在空氣中冷卻后，金屬間化合物層組織相應減少，特別在360℃退火處理的焊縫金屬中金屬件化合物層則幾乎全部溶入固溶體。第四章鎂合金的焊接工藝4.1焊接方法生產(chǎn)實踐表明，在進行鎂及鎂合金的焊接時所適用的焊接方法，主要有氣焊，氬弧焊（TIG,MIG）,電阻焊，電子束焊，等離子弧焊和釬焊等，其中氣焊方法應用為最早，也比較普遍；氬弧焊方法，如手工鎢極氬弧焊，熔化極氬弧焊是現(xiàn)在應用最廣泛最先進的焊接工藝。焊接鎂及鎂合金的設備和工藝要求，與焊接鋁及鋁合金對設備和工藝的要求基本相同。在一般條件下也都采用與鋁及鋁合金相同的工藝，只不過是比鋁合金更要加強保護和更為嚴格的控制焊接規(guī)范而已。也就是焊接鋁合金的一些工藝均能滿足鎂合金焊接的要求。對于大厚度的鎂合金結構還可以采用電子束焊接，對壓延板材的中厚板和薄板可采用等離子弧焊方法，在正確的工藝條件下能獲得良好的焊接接頭。對于薄板結構采用電阻點焊工藝，可順利地焊成接頭，點焊鎂合金薄板結構在生產(chǎn)中應用較為廣泛。但對鎂合金點焊工藝要求比鋁合金更嚴格一些。4.2焊接材料4.2.1焊絲鎂及鎂合金氣焊和氬弧焊所用的焊絲，一般都選用與母材同質的焊絲。如果是小批量生產(chǎn)，可直接采用從母材或邊角余料剪切下來的細條作焊絲。還可以用鑄造成型的焊絲條。其鑄造方法一般都是用金屬模澆注，也可采用更為簡單的平臺畫溝槽的澆注方法。氣焊用的焊絲直徑要比氬弧焊的要粗，可在1.5-8mm，一次鑄成長度不可小于300mm,焊接時為操作方便可任意接長和切短。如果大批量生產(chǎn)可采用擠壓成型方法制造焊絲。在焊接中要想獲得良好的焊接接頭，保證焊件的質量，就要對焊絲的質量進行十分嚴格的要求，表面必須仔細清理。清理方法有機械清理和化學法清理。對有油封包裝的焊絲，可選用丙酮或四氯化碳清理油脂等油污。機械法是指采用銼刀等工具進行打磨表面可除氧化膜。對擠壓成型的焊絲表面可采用紗布打磨方法。采用化學方法清理是用20-25的硝酸水溶液，浸蝕1-2min，后放入70o-80o熱水中沖洗干凈，最后烘干。表12鎂合金焊接焊絲選用焊絲牌號結晶溫度間適用合金MB1646—649MB1MB2565—630MB2MB3545—620MB3MB8MB5510—615MB5MB6454—612MB6MB7430—605MB7MB8646—649MB3MB8MB15515—635MB15ZM5—ZM5清理后的焊絲在12h內焊完。清理后的焊絲表面如再有氧化物或產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，這種焊絲不能再使用。表12為在進行鎂合金的焊接時可選用的焊絲，表13為焊絲的化學處理方法。表13焊絲的化學處理方法工作條件槽液成分工作溫度（℃）處理時間(min)除油NaOH10-25Na3PO440-60Na2SiO320-3060-905-15將零件在堿液中抖動在流動熱水中沖洗—50904-5在流動熱水中沖洗—室溫2-3堿腐蝕NaOH350-450MB870-80MB360-652-35-6在流動熱水中沖洗—50-902-3在流動熱水中沖洗—室溫2-3在鉻酸中處理CrO3150-250SO42-<0.4室溫5-10將零件上的銹除盡在流動熱水中沖洗——2-3在流動熱水中沖洗—50-9201-3用干燥熱風吹干—50-70吹干為止4.2.2焊劑鎂合金焊接時應加入焊劑。這種焊劑在焊接生產(chǎn)時一般都是臨時配制的。焊劑主要是由氟化物所組成。因為氟化物對鎂合金腐蝕性較小，而且分解后尚能產(chǎn)生一些氣體可起到保護作用。這氣體主要是氟化氫蒸汽，它對焊接熔池有一定的保護作用。這種氟化物熔劑對鎂的氧化物還有還原和溶解作用。熔劑配制：氟化鋰36，氟化鈣17，氟化鋇20，氟化鎂18，氟化鈉9，其中水分不可超過1，其他雜質也不超過1。按上述比例配制好后，先將材料裝入爐中烘干，在烘干加熱時，先是120℃保溫30min,之后再到140℃保溫1h，再到160℃保溫30min。最后烘干后進行研磨處理，用100目篩子過篩而成為成品。值得提出的是，在研磨過程中要切實注意勿使再次吸潮。最后將焊劑裝入帶色的玻璃瓶中并封好以備使用。4.3焊前準備（1）坡口及裝配間隙不論是在焊接時還是在補焊時，坡口的制作都時十分主要的，坡口制作不當，很容易導致未溶合或線性夾渣的產(chǎn)生。補焊工作需要在很短時間內完成，若坡口的形式和尺寸不合理，則對焊縫的質量影響很大。補焊時應對焊縫清除干凈（尤其時鑄件疏松）否則補焊時會產(chǎn)生很多氣孔。挖出缺陷后件待補焊處加工出有坡度的槽，并打磨圓滑，一面尖角處氧化，造成夾渣或未焊透，并影響氬氣的保護效果。（2）焊前清理為了防止腐蝕，鎂合金通常都需要氧化處理，使其表面有一層鉻酸鹽填充的氧化膜，這層氧化膜是焊接時的重大障礙，所以在焊前必須徹底清除這層氧化膜以及其他油污。機械法清理可以用刮刀或鋼刷從正反面將焊縫區(qū)雜物及氧化層除掉。板厚小于1mm時，其背面的氧化膜可不必清除，它可以防止燒穿，避免發(fā)生焊縫塌陷現(xiàn)象。在這以前先用溶劑將油脂或塵污等除掉。（3）焊接前是否預熱，主要時取決與母材的厚度和拘束度。對于厚板接頭，經(jīng)常需要預熱，以防止產(chǎn)生裂紋，尤其是高鋅合金。對于形狀復雜、應力較大的焊件，尤其是鑄件，當補焊時，采用預熱可減少基體金屬與焊縫金屬間的溫差，從而有效的防止裂紋產(chǎn)生。預熱有整體預熱及局部預熱兩種。整體預熱在爐中進行，預熱溫度以不改變其原始熱處理狀態(tài)或冷作硬化狀態(tài)為準，采用局部預熱時要慎重，因為用氣焊火焰、噴燈進行局部加熱時，溫度很難控制。目前我過采用的焊補都采用氬弧焊冷布焊法4.4鎂及鎂合金的氬弧焊鎂合金的氬弧焊一般采用交流電源，焊接電源的選擇主要決定于合金成分，板才厚度以及背面有無墊板等。為了減少過熱，防止燒穿，焊鎂合金時應盡可能實施快速焊接。1鎢極氬弧焊（TIG）鎂合金TIG焊時，焊槍鎢極直徑取決于電源大小，焊接中鎢極頭部應熔成球形，但不應滴落。選擇噴嘴直徑的依據(jù)是鎢極直徑及焊逢寬度，鎢極直徑和焊槍噴嘴直徑不同時，氬氣流量也不同。鎢極氬弧焊中采用的氬氣純度要求較高，一般用純氬。鎂合金TIG焊時，板厚5mm以下，通常用左焊法；板厚大于5mm,通常采用右焊法。平焊時，焊距軸線與以成形的焊逢成70o-90o角，焊槍與焊絲軸線所在的平面應與焊件表面垂直。焊絲應貼近焊件送進，焊絲與焊件間的夾角為5o-15o。焊絲端部不得浸入熔池，以防止熔池內殘留氧化膜，這樣就可借助于焊絲端頭對熔池的攪拌作用，破壞熔池表面的氧化膜并便于控制焊逢的余高。鎂合金手工鎢極焊接坡口形式及尺寸見表14。焊接時應盡量取低電弧（弧長2mm左右），以充分發(fā)揮電弧的陰極破壞作用并使熔池受到攪拌，便于氣體逸出熔池。焊接不同厚度的鎂合金時，在厚板惻需削邊，使接頭處兩工件保持厚度相同，削邊寬度應等于板厚的3-4倍。焊接工藝參數(shù)按板材的平均厚度選擇，在操作時鎢極端部應略指向厚板一惻。表14鎂合金手工鎢極焊接坡口形式及尺寸適用厚度坡口形式幾何尺寸焊接方式間隙（a）（mm）鈍邊（p）（mm）角度（a）（o）≤30-1.5--TIG焊3-80.5-2.00.5-1.5500-700TIG(加墊板)焊≥201.0-2.00.8-1.2600TIG(加絲)或自動氬弧焊鎂合金的鎢極氬弧焊（TIG）和熔化極氬弧焊（MIG）焊絲的選擇取決于母材的成分，常見的幾種鎂合金氬弧焊用焊絲的化學成分見表15。變形鎂合金手工TIG焊和自動TIG焊的工藝參數(shù)見表16和表17。2熔化極氬弧焊（MIG）鎂合金進行熔化極氬弧焊時，采用直流恒壓電源，以反極性施焊。一般可采用短路﹑脈沖﹑噴射三種熔滴過度方式，分別適用于焊接板厚小于5mm的薄板，薄﹑中板及中﹑厚板。表15常見鎂合金氬弧焊用焊絲化學成分焊絲牌號主要成分AlMnZnZrCuSiMg5.8-7.2≥0.150.4-1.5－－≤0.05≤0.05余量9.5-105≥0.130.75-1.25－－≤0.05≤0.05余量8.3-9.7≥0.151.7-2.3－－≤0.05≤0.05余量－－2.0-3.10.4-1.02.－－余量表16變形鎂合金手工TIG焊工藝參數(shù)板材厚度（mm）接頭形式焊接層數(shù)鎢極直徑（mm）噴嘴直徑（mm）焊絲直徑（mm）焊接電流(A)氬氣流量（L.min-1）1-1.5不開坡口對接1210260-8010-121.5-313102-380-12012-143-523-4123-4120-16016-186V形坡口對接24144140-18016-181825164160-25018-201235185220-26020-2220X形坡口對接45185240-28020-22表17變形鎂合金自動TIG焊工藝參數(shù)板材厚度（mm）接頭形式焊絲直徑（mm）焊接電流(A)送絲速度（cm.min-1）焊接速度（cm.min-1）氬氣流量（L.min-1）2不開坡口275-11083-10037-408-1033150-18075-9232-3512-1453220-250130-15030-3316-1864250-280117-13322-2518-2010V形坡口4280-320133-15018-2020-22124300-340150-16715-1822-25但不推薦使用滴狀過度方式進行焊接，焊接位置限于平焊﹑橫焊和向上立焊。在對鎂合金對接接頭進行熔化極氬弧焊（MIG）時，其焊接的工藝參數(shù)見表18。表18鎂合金手工鎢極焊接坡口形式及尺寸板厚（mm）坡口形式焊道焊絲直徑（mm）送絲速度（cm.min-1）焊接電流（A）焊接電壓（V）氬氣流量（L.min-1）短路過度0.6I形11.0356251318.8-28.31.0I形11.0584401418.8-28.31.6I形11.6470701418.8-28.32.4I形11.6622951618.8-28.33.2I形12.43431151418.8-28.34.0I形12.44201351518.8-28.34.8I形12.45211751518.8-28.3脈沖過度1.6I形11.0914502118.8-28.33.2I形11.67111102418.8-28.34.8I形11.62071752518.8-28.36.4V形12.47372102918.8-28.3噴射過度6.4V形11.613212402723.7-37.79.6V形22.4724-757320-35024-3023.7-37.712.5V形22.4813-914360-40024-3023.7-37.716V形22.4838-940370-42024-3023.7-37.725V形22.4838-940370-42024-3023.7-37.74.5鎂及鎂合金的電阻點在工業(yè)結構的生產(chǎn)中，某些常用的鎂合金框架，儀表藏，隔板等通常采用電阻點焊工藝進行焊接，鎂合金進行電阻電焊具有以下特點：(1)鎂合金具有良好的導電性和導熱性，點焊時須在較短的時間內通過較大的電流；(2)鎂合金的表面易形成氧化膜，會使零件間的接觸電阻增大，當通過較大的電流時往往會產(chǎn)生飛濺；(3)斷電后熔核開始冷卻，由于導熱性好以及線膨脹系數(shù)大，熔核收縮快，易引起縮孔及裂紋等缺陷?；谏鲜鎏攸c，點焊機應能保證順勢快速加熱。單相或三相變頻交流焊機以及電容儲能直流焊機均可用于電阻點焊，其中對于鎂合金而言，交流設備的焊接效果較好。點焊用的電極應選用高導電性的銅合金，上電極應加工成半徑50-150mm的球面，下電極應采用平端面，電極端部應打磨光滑，打磨時應注意及時清理落下的銅。不同板厚鎂合金焊接時，板厚一側用較大的電極，對于熱導率和電阻率不同的鎂合金點焊時，在導電率較高材料一側用半徑較小的電極。選擇點焊參數(shù)時，先選擇電極壓力，然后再調整焊接電流及通電時間。焊接電流及電極壓力過大，會導致焊件變形。焊點凝固后電極壓力需保持一定時間，如果壓力維持時間過短，焊點內容以出現(xiàn)氣孔，裂紋等缺陷。不同板厚鎂合金電阻點焊的工藝參數(shù)見表19。表19不同板厚鎂合金電阻點焊的工藝參數(shù)為了確定焊接工藝參數(shù)是否合適，需焊接若干對試樣。一般用兩塊鎂合金板點焊成十字形搭接試樣，然后進行拉伸試驗，檢查焊點氣孔，裂紋等缺陷。如果沒有任何缺陷，再進行抗剪切試驗，檢查抗剪強度值。檢查焊點焊透深度可以采用金相宏觀檢查法。對于不同板厚鎂合金進行電阻點焊時，板厚一側應采用較大的電極，多層板點焊時電流和電極電壓可比兩層板點焊時大第五章鎂及鎂合金焊接缺陷及其防止鎂及鎂合金焊接過程中常出現(xiàn)的缺陷有裂紋﹑氣孔﹑夾渣﹑未焊透和過燒等5.1焊接裂紋及防止措施如前所述，焊接鎂合金過程中由于鎂合金種類不同，其產(chǎn)生裂紋敏感性也是不同的。通常情況下，焊Mg-Al-Zn合金中的ZM5鑄造合金，它具有較大的結晶溫度區(qū)間，很容易產(chǎn)生焊接裂紋。在氣焊條件下，由于熱影響區(qū)較大，容易產(chǎn)生。但對于鎢極氬弧焊來說，由于焊接熱源較為集中，熱應影響區(qū)較小，其焊接裂紋的傾向要比氣焊小的多。但有時選擇填充材料不當，規(guī)范不正確，操作不慎的條件下也會產(chǎn)生裂紋。為此，必須正確地選擇焊接材料和焊接規(guī)范。在焊接技術上必許是正確地﹑熟練地﹑適當?shù)丶涌旌附铀俣?。對于大厚度件﹑剛性較強的結構件，采取預熱和緩冷的方法，可有效地避免產(chǎn)生裂紋。5.2鎢夾雜及防止措施如前所述，在焊接過程中產(chǎn)生氣孔，主要是焊前焊件表面﹑焊絲表面有油污﹑氧化物等，焊之前清理不干凈。此外，焊件及焊絲中焊前就存在有疏松，微觀孔洞中的氧隨溫度的降低，溶解度下降，便產(chǎn)生氫氣孔。還有氬氣不純，雜質含量過高，也會造成產(chǎn)生氣孔的原因。在操作時，如氬氣流量過大，影響氬氣的保護效果，使空氣卷入；如氬氣流量過小時，保護效果不良，也同樣使空氣進入熔池，而有氣孔產(chǎn)生的可能性。為杜絕上述現(xiàn)象的產(chǎn)生，加強表面清理，加強氣體保護，焊件有缺陷必須清理干凈。嚴格控制焊接規(guī)范，保持焊接過程穩(wěn)定。5.3夾雜及防止措施鎂合金焊接時，可能出現(xiàn)的夾渣主要有熔劑夾渣，氧化物夾渣及夾鎢等。熔劑夾渣和氧化物夾渣大多數(shù)情況下是在氣焊時出現(xiàn)較多。對氧化物夾渣在氬弧焊時，由于氬氣不純，氣體流量過大或過小，工件清理不徹底，也可能出現(xiàn)氧化物夾渣。在鎢極氬弧焊條件下，也可能出現(xiàn)鎢的夾渣，也稱夾鎢。溶劑夾渣是在氣焊時因使用的熔劑吸潮，操作上未能引起重視，未引出熔池而夾渣。氧化夾渣是在焊接高溫中形成的氧化物（MgO），這和其密度較大進入熔池逸不出來而夾渣。金屬鎢夾渣是操作時，鎢極與熔池接觸及鎂合金焊接時放炮，產(chǎn)生局部液體飛濺，也會引起鎢的夾渣。為防止上述現(xiàn)象，應當采?。海?）吸潮的焊劑必須烘干后使用；焊接過程中焊絲可伸入熔池攪拌使夾渣在液態(tài)下逸出熔池。（2）操作時加強對熔池的保護，不可中斷或離開熔池金屬，要采用高純度的氬氣，流量大小要適宜。對多層焊時，加強焊逢表面氧化物的處理。夾鎢一般比較輕微的，對焊逢的影響不明顯，在一些情況下，允許有少量的夾鎢。焊接時要選擇小電流，加強冷卻，防止鎢極過熱。要適當選鈰鎢極或釷鎢極。經(jīng)實踐表明，使用這種釷鎢極完全可替代鎢極。5.4未焊透及防止措施產(chǎn)生未焊透缺陷的機會雖然并不多見，但在鎂合金焊接中是常有的。影響的因素也較多。一般是焊接中加熱不足，熔池金屬溫度低，送焊絲不及時，焊接速度過快，中斷焊接次數(shù)多等均可造成未焊透的缺陷。由于焊接速度過快，熔池小，熔滴過大，使基本金屬與填充金屬未能很好結合。鎂合金的氧化物熔點較高，也會由此而形成熔滴不能很好與母材結合。焊接時