镁锂合金焊丝开发及其产业化研究

镁锂合金焊丝开发及其产业化研究①

傅开武１王一珠１，２火照燕２马勤２

（１．兰州威特焊材科技股份有限公司；２．兰州理工大学材料科学与工程学院）

摘要对国内外镁锂合金的研究现状与发展趋势进行了概述，应用“配位系统整体观”对试验合金挤压－拉拔工艺设计及其变形机制、试验合金结晶退火热处理工艺等进行了分析，最后通过３个实例说明了高性能镁锂合金焊丝的制备与应用方法。

关键词镁锂合金焊丝制备与应用焊接

中图分类号ＴＱ０５０.４＋１ 文献标识码Ａ文章编号 ０２５４-６０９４（２０１８）０２-０１４１-０４

近年来，镁及镁合金焊丝在航空航天、军工及汽车等方面的应用越来越广泛。其中，镁锂合金焊丝与其他焊接材料相比具有密度低，强度、塑性、切削加工等性能优异的特点，因此受到国内外专家学者们的极大青睐。

镁锂合金的优点是：在合金系中密度最小，当锂含量超过３１％后，其密度小于１ｇ／ｃｍ３，能够形成漂浮在水面上的合金；具有较高的比强度和比刚度，普通钢的刚性为１．００，铝为８．１９，镁为１８．９０，镁锂合金为２２．６８，明显高于其他普通金属；减振降噪效果好，镁锂合金构件在外力作用下容易变形，使受到的应力均匀分布，在一定条件下可避免过高的应力集中；低温塑性良好，可在室温下塑性加工成型，也可铸造成型和半固态注塑成型，加工成品率较高；具有良好的阻尼性能、电磁屏蔽性能和焊接性能［１，２］。

镁锂合金在航空航天、汽车及武器装备等领域内的应用过程中往往涉及到很多焊接问题。镁锂合金母材虽然具有良好的机械性能，但是在焊接过程中受到焊接热输入的影响，性能会发生很大变化，使得镁锂合金焊接出现焊缝气孔多、焊接热裂纹倾向大及焊接强度低等问题，这些问题都极大地降低了焊接接头的强度，严重影响了镁锂合金的发展。为此，国内外专家学者经过多年的研究，从合适的配用焊丝、合理的焊接工艺、良好的焊接焊后处理手段等方面出发来解决上述问题，使得镁锂合金在相关领域中能够更好地发挥它的优势。

１镁锂合金研究现状与发展趋势

１．１国外的研究发展情况

１９１０年，德国学者Ｍａｓｉｎｇ在研究锂、钠、钾与镁的相互作用时，意外发现镁、锂之间可以发生结构转变，并认为该结构是超结构。这项工作为后来镁锂合金的研究提供了可靠的依据［３］。

２０世纪３０年代，许多研究学者对镁锂合金二元平衡相图进行了测定，研究了镁锂合金的结构转变，证实了当锂含量增加到５．７％时会出现

ｈｃｐ（密排六方）－ｂｃｃ（体心立方）转变［４］。

美国国际商业机器公司与洛克希德导弹与航空公司根据ＮＡＳＡ报告中提到的ＬＡｌ４１合金信息，对ＬＡｌ４１合金进行了深入研究，使镁锂合金在航天飞机运载火箭零部件上得到了成功应用，使火箭减重２０ｋｇ，极大地节约了燃料。

前苏联科研工作者经过研究，开发出了ＭＡ２１镁锂合金和ＭＡｌ８镁锂合金，这两种镁锂合金具有可焊接性和可锻造性，且强度、塑性和组织稳定性都较好，并利用这两种合金制造了在航天飞机和宇宙飞船上使用的零部件。１９８３年，苏联科学家还研究了ＭＡ２１镁锂合金的超塑性特性，实现了镁锂合金的超塑成型，扩展了镁锂合金的

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第４５卷第２期化工机械

①作者简介：傅开武（１９６７-），工程师，从事铝及铝合金焊接材料的研发工作。

联系人：王一珠（１９８８-），助理工程师，从事焊接材料及其工艺的研发工作，８６１０５９０１９＠ｑｑ．ｃｏｍ。

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