镁合金焊接技术总结
科技成果——镁合金先进焊接技术
科技成果——镁合金先进焊接技术主要研究内容
镁合金重量轻，有较高的比强度和比弹性模量，良好的降噪音和减震性能，得到了越来越广泛的应用。
但镁合金具有熔点低、线膨胀系数及导热系数高等特点，导致镁合金在焊接过程中容易出现氧化燃烧、裂纹及热影响区过宽等问题，难以获得与母材性能匹配的焊接接头。
几年来对各类镁合金的焊接工艺进行了系统研究，主要采用的焊接方法有搅拌摩擦焊接、氩气保护电弧焊接和电阻点焊。
研究了搅拌摩擦焊的温度场分布、接头的塑性流动、弧焊时的缺陷产生原因及消除措施、接头组织与性能等基础问题。
飞机发动机镁合金构件焊接及修补照片
列车用镁合金构件照片
主要成果及应用
该技术已经在飞机发动机厚板焊接与修补、轻量化列车卧铺车厢构件焊接中得到应用，接头强度超过母材的90%，除交通领域外，还可在自行车、家电等行业推广应用。
焊接工艺的镁合金焊接技术要点
焊接工艺的镁合金焊接技术要点镁合金是一种重要的结构材料，在航空航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。
然而，镁合金的高活性和低熔点给其焊接过程带来了一定的挑战。
为了实现镁合金的可焊接性，提高焊接接头的强度和可靠性，必须掌握镁合金的焊接技术要点。
本文将介绍镁合金焊接的关键技术和注意事项。
一、镁合金焊接方法1. 氩弧焊（TIG焊）氩弧焊是一种常用的镁合金焊接方法。
在氩气保护下，通过高温电弧将金属材料加热到熔化状态，使其与填充材料相结合。
氩弧焊可以实现高质量的焊缝和卓越的机械性能。
然而，由于镁合金的氧化性质，氩弧焊时必须使用镁合金专用的推杆以及预先清洁和除氧的材料。
2. 激光焊接激光焊接是一种高效、精确的焊接方法，特别适合焊接镁合金。
激光束的高能密度可以在短时间内完成焊接过程，并实现熔化区域的快速凝固。
激光焊接具有低热输入和小热影响区的优势，可以避免镁合金的热裂纹和变形问题。
二、镁合金焊接前的准备工作1. 材料准备镁合金焊接前，首先需要准备优质的镁合金材料。
材料的质量和化学成分对焊接接头的性能至关重要。
合理选择合金成分和材料特性相匹配的填充材料，可以提高焊缝的强度和耐蚀性。
2. 表面处理镁合金的表面容易氧化，焊接前必须进行表面清洁和除氧处理。
可以使用碱洗、溶剂清洗或机械去除等方法，彻底除去铝、锌、铁等杂质，以提高焊接接头的可靠性。
三、焊接参数的控制1. 焊接电流和电压在焊接过程中，合理控制焊接电流和电压可以实现优质的焊缝形态和合金成分分布。
电流过大会导致气孔和焊接接头强度降低，电流过小则会使焊缝未能完全熔化。
2. 焊接速度焊接速度是决定焊缝形态和晶粒细化程度的重要因素。
过快的焊接速度会导致焊缝开裂和材料变形，而过慢则会使熔化区域过大，影响焊接接头的力学性能。
四、焊接后的处理1. 热处理镁合金焊接后，可以通过热处理进一步提高焊接接头的强度和耐蚀性。
常用的热处理方法包括时效处理和固溶处理。
时效处理可以有效提高镁合金的硬度和强度，而固溶处理则可提高镁合金的塑性。
镁合金工作的年终总结
镁合金工作的年终总结
在过去的一年里，我有幸参与了镁合金工作的各个方面，获得了许多宝贵的经验和知识。
在这篇年终总结中，我想分享一下我的观察和感悟。
首先，我们团队在镁合金制造方面取得了令人瞩目的进展。
我们成功地开发出了一种新型的镁合金材料，其强度和耐腐蚀性能超过了以往的产品。
这一创新不仅提高了我们的产品竞争力，也在市场上获得了良好的口碑。
其次，我们在镁合金加工技术方面进行了一系列的探索和研究。
通过引入先进的加工设备和工艺，我们成功地提高了生产效率和产品质量。
同时，我们也优化了工艺流程，减少了生产中的废品率，提高了资源利用率。
此外，我们还加大了对镁合金材料的市场推广力度。
通过参加行业展览和宣传活动，我们成功地将我们的产品推广到了更广泛的客户群体中。
我们也与一些重要的客户建立了长期合作关系，为未来的发展奠定了良好的基础。
然而，在我们的工作中仍然存在一些挑战和问题。
首先，镁合金材料的成本仍然较高，限制了其在一些领域的应用。
我们需要继续研究和改进材料制备方法，降低生产成本。
其次，镁合金的加工难度较大，需要高水平的技术和资质。
我们需要加强对员工的培训和技术支持，提高他们的专业水平。
综上所述，过去一年是我们镁合金工作取得了令人满意的成果。
我们在产品创新、工艺改进和市场推广方面都取得了可喜的进展。
虽然我们仍然面临一些挑战，但我相信在全体团队的努力下，我们将能够克服困难，迎接新的挑战，并为镁合金行业的发展做出更大的贡献。
感谢团队的努力和支持，期待在新的一年里继续共同成长。
镁合金焊接技术要点及注意事项
镁合金焊接技术要点及注意事项简介镁合金具有优异的力学性能和热导性能，因此在航空、航天、汽车等领域被广泛应用。
然而，镁合金的焊接技术相对较为复杂，需要注意一些关键的要点和注意事项。
本文将介绍镁合金焊接的一些关键要点和注意事项。
要点1. 清理和预热在焊接镁合金之前，必须彻底清理焊接表面，去除油污、氧化物等杂质，以确保焊缝的质量。
此外，在进行镁合金焊接之前，要适当地进行预热，以降低材料的热应力和冷裂敏感性。
2. 选择合适的焊接方法常用的镁合金焊接方法包括气焊、电弧焊、激光焊等。
选择合适的焊接方法要根据具体的应用需求和焊接材料的类型来确定。
3. 控制焊接参数在进行镁合金焊接时，需要合理控制焊接电流、电压、焊接速度等参数，以确保焊接的稳定性和质量。
4. 使用合适的焊接材料和填充金属选择合适的焊接材料和填充金属对于镁合金焊接的成功至关重要。
应根据具体的镁合金材料和焊接要求来选择合适的材料。
5. 进行后续处理完成焊接后，还需要进行后续处理，如去除焊渣、退火、表面处理等，以提高焊接接头的性能和外观质量。
注意事项1. 防止氧化镁合金焊接过程中容易受到氧化的影响，因此要在焊接过程中采取措施防止氧化，如使用惰性气体保护焊接区域。
2. 防止热裂纹镁合金具有较高的热导性能和热膨胀系数，容易产生热裂纹。
因此，在焊接过程中应注意控制焊接温度和速度，避免产生热裂纹。
3. 注意防护措施焊接镁合金时，要注意采取适当的防护措施，避免镁合金烟尘对人体和环境的影响，如佩戴防尘口罩、做好通风等。
4. 进行试验和检测在进行镁合金焊接之后，需要进行试验和检测，以验证焊接接头的质量和性能是否符合要求。
5. 持续研究和改进镁合金焊接技术是一个不断发展和改进的领域，因此，要保持持续研究和关注新的焊接技术和方法，以提高焊接质量和效率。
结论镁合金焊接技术是一项重要且复杂的技术，掌握焊接要点和注意事项对于保证焊接质量和提高工作效率至关重要。
通过遵循上述要点和注意事项，能够更好地实施镁合金焊接，从而推动相关领域的发展和应用。
镁合金TIG焊焊接工艺
ｌ Ｏ・
科 技 论 坛
镁合金 Ｔ Ｉ Ｇ 焊 焊 接 工 艺
尚 振 一
（ 南通航 运职 业技术 学院， 江苏 南通 ２ ２ ６ ０ １ ０ ）
摘
要： 介绍 了焊接镁合金 的几种工 艺方法 ， 包括 Ｔ Ｉ Ｇ焊、 电子束焊 、 激光 焊以及搅拌摩擦焊。针对镁合金的焊接 特点 ， 着重论述具有
实践 应 用 性 强 、 生 产 成 本较 陷 防 治 。 关键词 ： 镁合金 ； １ ｒ Ｉ Ｇ焊 ； 焊接 工 艺 ； 焊接 缺 陷
镁合金的密度小 ， 约为 １ ． ７ ８ ｇ ／ ｃ ｍ ｓ ， 是铝的 ２ ， ３ ， 钢的 １ ， ４ 。同时， ３ － ４焊前表面处理 。镁合金表 面一般 采用机械 以及化学 处理方 镁合金还具 有高的比强度 、 比刚度 、 减震性和导热性 ， 较 好的可切削 法 ，清理 坡 口两侧 １ ５ ｍ ｍ一 ２ ０ ｍ ｍ的范围内的氧化物 以及污染物 ， 清 性和可回收性 ， 因而被称为 ２ １ 世纪的“ 绿色” 工程材料 。 因此它在汽 理后裸露在空气 中的镁 由于化学性质活泼会再次被空气氧化 ， 所 以 车、 通信 、 航 空航天等领域具有巨大的应用前景 。 清理后需要快速进行焊接避免镁的氧化又带来 的一系列的问题 。 如 １ 焊 接 性 分 析 果使用化学材料清理 ， 那么焊接时间可以适当的延长一点 。 由于镁 合金的熔 点低， 线膨胀系数 和导 热率高 ， 与氧 、 氮 的亲 和 ３ ． ５ Ｔ Ｉ Ｇ焊的电流及极性选择 。用 Ｔ Ｉ Ｇ焊焊接镁 合金时 ， 为 了有 力 强， 焊后 易形成夹杂和脆性相 ， 易产生焊接 变形 和热裂纹 ， 使焊 接 利 于气体的逸 出以及利 用“ 阴极 破碎效应 ” 一般都使 用交流 电源并 接 头的力学性能下降。针对镁合金焊接的特点 和难 点， 应采用能 量 采 用 低 电弧 。 密度大 、 焊接热输入小 、 焊接速度快 的高效焊接方法。 近些年来 出现 ３ ． ６焊丝的选择与使用 。焊丝 中所使 用的材料对焊接后 接头的 的新工艺 ， 如 Ｔ Ｉ Ｇ焊、 真空 电子束焊 、 激光焊 以及搅拌摩擦焊等。 组织性能影响很大，通常情况下都会使用 的焊丝 中 Ｍ ｇ的 比例都会 ２ 焊 接 方 法 分析 比母材低 。因为二次相 的量 以及接头 刚度在高温镁蒸 发严重且 Ｍｇ ２ ． １ Ｔ Ｉ Ｇ焊。用 Ｔ Ｉ Ｇ焊焊接镁合金时 ， 由于 Ｔ Ｉ Ｇ焊加热范围小 ， 比例较大 的情况下都会变得很 大， 相反的接头强度就会变低 。 热源集 中性好 ， 焊接后 ， 热影响区的范围和变形的尺寸都较小 ， 并且 ３ ． ７ 钨极 的选择与使用 。钨极选择综合性能好 的铈钨极 ， 钨极直 焊缝抗腐蚀 的性能也得到了提 高 ， 接头的整体性能变得更加优 良。 径与 电流密度根据试件情况进行合理选择 。 ２ ． ２电子束焊 。电子束焊是一种高能密度的焊接工艺 ， 穿 透性能 ４ 焊接 接 头 缺 陷 及 其 产 生 原 因分 析 好， 可 以对镁合金厚板进行焊接 ， 接头质量好。但是电子束焊要求在 ４ ． １ 焊接气孔缺陷分析 真空环境下进行 ， 而且， 电子束焊枪结构 复杂 ， 设备投 资和运行成本 ４ ． １ ． １ 气孔形成原因。 气 孔问题在所有 的焊接过程 中都是十分常 比电弧 焊要 高许多倍 ， 对焊接接 头装 配要求严格 ， 焊接时容 易激发 见的 ， 几乎所有 的钢材 、 有 色金 属焊接的时候都会产生气孔 ， 而镁 合 Ｘ 射线， 对 环境产生危害 。以上弱点限制了电子束焊接 的广泛应用。 金 的一些有 色金属特殊 的 自身性能导致 了产生气孔 的概率往往 比 ２ ． ３ 激光 接 。激光焊接高度集 中的能量会将热影响 区的面积 其他的金属材料 还要 大一些 。 实验表 明其表面一层很难彻底 去除的 减 到最小 ， 而且激 光束 比较容易控制 ， 焊接镁合 金可 以有效 防止传 Ｍｇ Ｏ更容易与空气 中的水相结合 ， 所 以在镁合金焊接 时对气 孔的敏 统焊接工艺产生的缺 陷 ， 焊接接头质量好 。但激光器功率一般都 比 感度更大。 较小 ， 镁合金表 面对激光束 的吸 收率很低 ， 而且 深熔 焊时存在 阈值 ４ ． １ ． ２气 孔 产 生 的 预 防措 施 。 焊 前 对 材 料 进 行 清 理 在 整个 焊 接 过 问题，技术还不够成熟成本非常高 ， 如今只是在航空航 天等高端科 程中是非常重要 的一个步骤 ， 保护气 的成分 同样会影 响焊缝 中气 孑 Ｌ 技技术 中应用 ， 在一般工业 中还没有得 到广泛应用 。 的形成。实验发 现 ， 使用了双重保护且使用高气压 的保护气 的试 件 ２ ． ４搅拌摩擦焊。 搅拌摩擦焊是一种新 型的固相塑 『 生连接工艺 ， 相对于没有使用双重保护和保护器 的气压 比较低 的试 件 ， 气孔 的量 在焊接 过程 中， 金属不 熔化 ， 焊接 时温度相对较低 ，因而可 以避免 会减少 ８ ０ ％以上。 必要 时可 以加入一些不影响材料本身机械性能的 其他焊接方法所产生 的焊接缺 陷 ， 焊接镁合金时不会出现熔化焊的 合金材料来 降低液 态金属 的粘度 ，这样气泡 就会从焊缝 中快速 析 各种缺陷， 接头性能 良好 ， 对镁合金 的焊接具有独 特的优势 。但是 ， 出。 镁合金搅拌摩擦 焊的工艺 限制较 多， 搅拌头适应性差 ， 且磨 损较快 ， ４ ． ２焊 接 裂 纹 分 析 工艺还不成熟， 目前 限于用在结构简单的构件。 ４ ． ２ ． １ 裂纹形成原 因。从镁合金焊接 时裂纹 的分 布情况 知道 ， 焊 因此 ， 我们将 Ｔ Ｉ Ｇ焊焊接镁合金的焊接工艺作为代表来探讨镁 缝 晶粒 结 晶过 程 中是 一 个 薄 弱 的环 节 ， 首先结晶的部分金属纯度会 合金的焊接工艺 以及缺陷防治 。 比较 高 ， 后 结 晶 的 金 属 相 对 杂 质 就 比较 多 ， 而 这 些 杂 质 形 成 的 低 熔 ３ Ｔ Ｉ Ｇ焊工艺参数对焊缝 的影响 共 晶物的熔点较低 ， 在 焊 缝 金 属 凝 固的 后 期 位 于 晶 界 部 位 ， 会 形 成 ３ ． １ 焊接线能量 的影 响。焊接 电流大小 以及 焊接速度 快慢 对焊 层膜 ，此时 由于镁合金冷却收缩量较大会产生较大 的拉应力 ， 焊 接 的线 能量都起着至关重要的作用 。 在焊接镁合金时 电流以及焊接 缝 晶界在拉伸应力的作用下就非常容易被撕裂而导致裂纹的形成 。 速度在允许 的范 围内， 都要尽量 的取上 限值 。焊接速 度过慢则 必然 ４ ． ２ ． ２ 裂 纹 产 生 的预 防 措 施 。 试 验 分 析研 究 发 现 可 以从 工 艺 以及 会导致热影 响区过大并伴随热裂纹 的出现 。 冶金两个方面降低镁合金焊接 过程 中热裂纹 的产生。 工艺 因素则主 ３ ． ２氩气流量的选择 。Ｔ Ｉ Ｇ焊焊接镁合金时， 保护气 可以有效地 要是通过规范操作 ， 选择正确焊接顺序及接头并 预热来 减少焊件 的 预 防有害气体进入焊接区 ， 气体流量在一定 范围内 ， 随着流量上升 ， 膨胀量 ， 从 而达到 降低裂纹 的产 生。但是 为了从 根本上解决热裂纹 保护效果变好 ， 但不是无 限制 的上升 ， 一旦到了一定流量限值 ， 再加 的产生 ， 就必须从控制源头冶炼来提 升接头的机械性能降低裂纹产 大流量 ， 不仅不会提升保护效果 ， 反而质量下降 ； 因为过大 的氩气流 生 的产 生 来 实 现 对 裂 纹 的 掌控 。 反 而会 产生紊流将空气卷 入受保护 区； 因此 ， 气 体流量要 根据具体 结 束 语 焊接位置以及坡 口形式等综合考虑 。 镁合金 在采用 Ｔ Ｉ Ｇ焊焊接工 艺相 比于其他焊 接方法 其优势 在 ３ ． ３ 焊接接头设计 。 镁合金的焊接接头有很多种形式 ， 可以采用 于热影响区的范 围和变形 的尺 寸较小 ， 并且焊缝抗腐蚀 的性 能会得 对接 、 外角接 、 搭接 、 Ｖ形对接 、 ｘ形对接等 ， 坡 口的选择在 镁合金 的 到极大的提高 ， 接头的整体性能变得更加优 良且成本相对合 理。操 焊 接 选 择 上 是 一 项 重 要 的 问题 ， 焊 接 时选 择 的 坡 ｉ Ｓ ｌ 不正 确 ， 在 焊 接 作方法简单 ， 对试件装 配以及操作条件要 求较低 ， 合理制 定焊接工 时容易导致产生夹渣与未焊透等缺陷 ， 如何 选择坡 Ｅ ｌ 的形式需要根 艺以及 缺陷防治 ， 保 证经济性 与实用性 的完美结合。 据实际的工件情况来分析 。
镁合金 搅拌摩擦焊
镁合金搅拌摩擦焊镁合金是一种轻质高强度的金属材料，常用于航空、汽车等领域。
而搅拌摩擦焊是一种新型的焊接技术，被广泛应用于镁合金的加工中。
本文将从步骤、优点等方面来阐述镁合金搅拌摩擦焊的相关知识。
一、步骤1. 镁合金的预处理在进行搅拌摩擦焊之前，需要对镁合金进行预处理。
一般通过机械加工、化学蚀刻等方法进行表面处理，以获得洁净平整的焊接表面。
2. 焊接工艺参数设置在进行搅拌摩擦焊时，需要对一些重要的工艺参数进行设置，如转速、下压力、摩擦时间等。
这些参数的合理设置与焊接质量密切相关。
3. 搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊是将合金板材加热到熔点以上，通过机械挤压，再通过高速旋转的搅拌头进行搅拌，最终使得材料焊接在一起。
整个过程数据化，过程稳定。
4. 残余应力消除镁合金焊接后容易产生残余应力，这会对焊接接头的性能造成一定的影响。
因此，在焊接完成后，需要采取一定的措施对残余应力进行消除。
二、优点1.焊接接头强度高搅拌摩擦焊是一种无焊料，无补充材料的新型焊接方式，焊接接头强度高，耐疲劳性能好。
2.焊接接头美观搅拌摩擦焊将焊接接头的形状与原材料完美结合起来，焊接接头美观，不会出现明显的熔渣和飞溅现象。
3.生成误差和热影响小与传统熔焊相比，搅拌摩擦焊的加工过程不会出现熔融物，并且能够有效避免热影响，生成误差小。
4.环保节能搅拌摩擦焊不需要额外的焊接材料，消耗较少的能源，对环境影响小。
由此，被称为一种环保节能的焊接方式。
三、结论综上所述，镁合金搅拌摩擦焊是一种常用于航空、汽车等领域的焊接方式。
该焊接方式无需额外的焊接材料，生成误差小，热影响小，环保节能，压缩焊接周期。
因此，搅拌摩擦焊成为了镁合金加工领域中的重要焊接方式。
镁合金激光焊接技术
图片来自--《现代激光焊接技术》
0
原理；光子轰击金属表面形成蒸汽，蒸 发的金属可防止剩余能量被金属 反射掉。如果被焊金属具有良好 的导热性能，则会得到较大的熔 深。激光在材料表面的反射、透 射和吸收，本质上是光波的电磁 场与材料相互作用的结果。激光 光波入射材料时，材料中的带电 粒子依照光波电矢量步调振动， 使光子的辐射变成了电子的动 能。物质吸收激光后，首先产生 的是某些质点的过量能量，如自 由电子的动能，束缚电子的激发 能或者还有过量的声子。这些原 始激发能经过一定过程在转化为 热能。
比重轻
Mg
Al
重金属
图片来自--《时代骄子——镁合金》《中国镁业风光无限》
1
2、镁合金与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量，在 同样受力条件下，可消耗更大的变形功，具有降噪、减 振功能，可承受较大的冲击震动负荷。
减震性能强
Mg
Al
Fe
图片来自--《时代骄子——镁合金》《中国镁业风光无限》
2
3、镁合金具有较好的铸造性和术及应用》曹朝霞 主编 北京理工大学出版社 《特种焊接技术及应用》李亚江 王娟 刘鹏 编著 化学工业出版社 《现代激光焊接技术》 陈彦宾 编著 科学出版社 《镁合金光纤激光焊接工艺及接头组织分析》内蒙古工业大学 刘 军 董俊慧 吴永军 《镁合金焊接技术研究》宋 刚 刘黎明 《镁合金焊接技术的研究现状与展望》重庆大学 胡耀波 赵冲 邓娟 《时代骄子——镁合金》《中国镁业风光无限》
五、镁合金激光焊接的应用
图片来自--《现代激光焊接技术》
七、镁合金焊接技术的展望
镁合金作为21 世纪新型绿色结构材料，在汽车、交通、宇航、电子 产品、民用产品等领域有着广泛的应用前景，而焊接已成为制约其发 展应用的瓶颈，因此镁合金焊接就成为目前国内外的研究热点。目前 对镁合金的焊接还没有形成较成熟的方法。根据目前的研究现状，以 后研究工作重点有以下几个方面： （1） 对传统的焊接方法进一步深入研究。针对镁合金在氩弧焊焊接过 程中容易产生焊缝脆性、气孔、裂纹以及热影响区晶粒粗大等缺 陷，研究的重点在优化弧长控制、填充焊丝的选配、送丝速度、 接头性能的提高、焊接裂纹及变形的控制等方面。 （2） 对A-TIG 焊、电子束焊、激光-氩弧复合焊和FSW 的研究。A-TIG 焊活性剂的选择、活性剂机理研究等；电子束焊真空室的设计、 工艺参数选择、非真空焊接的保护措施等；激光-氩弧复合焊中的 焊接速度、激光的输出功率、气体保护流量控制、热源间距控制 等；FSW 的焊接速度、搅拌头的转速、轴向压力、搅拌头的磨损 等。 （3） 对同一种镁合金材料进行不同的焊接方法研究， 根据焊缝的组织 和性能来确定合适的焊接方法。
镁合金焊接
镁合金焊接技术研究2010年02月25日0 前言近10年来，由于受到能源节约以及环境保护的巨大推动，镁合金及其焊接技术的发展比任何时期都快，从焊接方法、焊接材料到焊接设备等方面都不断有新的突破，为镁合金焊接生产向优质、高效、低成本的方向发展提供了前所未有的良好条件，并大大促进了镁合金的产业化进程。
镁合金由于其自身的物理化学特点，导致其焊接有很大困难，满意的焊接质量不易获得。
镁合金的结晶温度区大，易于产生热裂纹；镁的沸点低，温度进一步升高后，其蒸气压比在相同温度下的铝合金要高4-5倍，因而焊接时温度一旦过高，镁会气化，产生爆炸形成飞溅；镁对氧的亲和力大，其氧化物密度较大，而容易形成夹杂；镁在接近熔化温度时，能与空气中的氮强烈化合生成脆性的镁的氮化物，显著降低接头力学性能；因此，实现镁合金优质焊接是比较困难的，在焊接时容易产生裂纹、气孔、飞溅等缺陷。
但是由于工业的迫切需要，许多科学工作者做出了很大的努力，并取得了一些重要成果。
本文介绍大连理工大学近年来开展的镁合金同种及其与异质材料的焊接研究工作，并展望了镁合金焊接技术在镁合金新型结构件产品上的应用。
1 激光焊接技术1.1同种镁合金的激光焊接激光焊接作为一种先进的连接技术，具有速度快、线能量低、焊后变形小、接头强度高等优点，得到了人们极大的关注。
采用脉冲YAG激光对AZ31B变形镁合金进行对接焊，结果表明，镁合金激光焊焊缝变形小，成型美观，无裂纹等表面缺陷、背面熔透均匀，如图1所示。
焊接接头热影响区不明显，无晶粒长大现象；焊缝区由细小的等轴晶组成，如图2所示。
在本试验条件下，接头的抗拉强度可达母材的95%以上，实现了镁合金的良好连接。
研究表明，激光焊接对焊接工艺参数要求严格，同时镁合金激光焊接过程中易出现裂纹、气孔、热影响区脆化和激光能量吸收率低等系列问题。
图1 激光焊焊缝表面形貌图2 镁合金激光焊接接头组织1.2镁合金与铝合金的激光焊接镁铝异种金属可以通过真空扩散焊、爆炸焊、搅拌摩擦焊等方法实现一定程度的连接，但其结合强度并不理想。
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镁合金焊接技术的研究及发展
余福庆
（机械学院材料成型及控制工程 201007110）
摘要：镁合金在航空航天、汽车、电子等领域具有广阔的应用前景, 焊接技术已经成为制约其应用的技术关键。
介绍了镁合金的物理特性及应用特点。
通过对国内焊接的研究现状及成果进行分析，简述了镁合金的应用情况及其焊接特点，介绍了镁合金的钨极氩弧焊，电子束焊及电阻点焊，搅拌摩擦焊，激光焊等常用的几种焊接方法及其研究。
总结了各类焊接方法的特点，并指出镁合金焊接研究中存在的问题，并对镁合金焊接研究及应用进行了展望。
关键词：镁合金焊接研究现状
Research and development of magnesium alloy welding technology
Yu Fuqing
Mechanical College Material Forming and Control Engineering 201007110 Abstrac：Magnesium alloy has a broad application prospects in the field of aerospace, automotive, electronics, welding technology has become a key technology for restricting its application. The physical properties of magnesium alloy and application characteristics. Through the analysis of the research status and achievements of domestic welding, briefly the application of its welding characteristics of magnesium alloy, magnesium alloy gas tungsten arc welding, electron beam welding and resistance spot welding, friction stir welding, laser welding etc. several commonly used welding method and its research status. Summarizes the characteristics of the
various types of welding methods, and pointed out that the problem exists in the magnesium alloy welding research, and magnesium alloy welding research and application prospects.
Key words： magnesium alloy; welding; research status
一，镁合金物理化学特性与焊接特性
镁合金的密度小,约为1178 g/ cm3 ,是铝的2/ 3 ,钢的1/ 4 。
同时,镁合金还具有高的比强度、比刚度、减震性和导热性,较好的可切削性和可回收性,因而被称为21 世纪的“绿色”工程材料。
随着镁合金的冶炼技术不断提高和人们对能源、环保的高度重视,镁合金成为迅速崛起的一种工程材料,采用镁合金结构件可以大大减轻结构重量,降低生产成本。
因此它在汽车、摩托车、航空航天等领域具有巨大的应用前景。
镁合金作为一种新型高性
能结构材料,在实际应用中不可避免地采用连接结构,而焊接无疑是优先选择的连接方法之一。
由于镁合金的熔点低,线膨胀系数和导热率高,与氧、氮的亲和力强,焊后易形成夹杂和脆性相,易产生焊接变形和热裂纹,使焊接接头的力学性能下降,因此,焊接已成为制约镁合
金结构件广泛应用的障碍之一。
针对镁合金焊接的特点和难点,应采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度快的高效焊接方法。
近些年来出现的新工艺,如钨极氩弧焊，电子束焊
及电阻点焊，搅拌摩擦焊，激光焊等常用的几种焊接方法。
二，镁合金新工艺焊接方法分析及对比
1 钨极氩弧焊
钨极氩弧焊(TIG)是最早用于镁合金材料焊接的方法之一，目前，也是镁合金最常用的焊接方法。
由于镁合金的特点，其氩弧焊一般采用交流电源，以去除氧化膜。
由于镁合金热
膨胀系数大，易产生焊接裂纹、焊后变形等缺陷，需要采用夹具系统固定、坡口预处理、
焊前焊后热处理等措施，以保证获得性能良好的焊接接头。
镁合金TIG 过程中主要存在气孔、夹杂和热裂纹等缺陷，利用活性焊接可以改善镁合金TIG 时存在的熔深浅的缺点。
2 电子束焊
镁合金因具有较低的熔点、较高的化学活性及高的热导率，镁合金焊件接头强度一般低于母材，因此高能量、焊剂保护及真空环境下进行镁合金的焊接尤为必要。
电子束焊(EBW)是一种能量密度高、焊接效果好、适应范围广的焊接方法，焊接过程在真空状态下不受氧气等气体的影响，在真空状态下热损失很小，加热速度快。
电子束精确可调，无论是对镁合金薄件还是厚件均可一次焊透。
EBW冷却速度快，元素的扩散时间及扩散距离短，相易于形核，焊缝晶粒细小，有利于改善接头性能。
与氩弧焊相比，EBW接头的力学性能更高，并且高于母材和其它方法焊接的焊缝，这主要与焊缝区晶粒非常细小，热影响区很窄有关。
3 电阻点焊
电阻点焊(RSW)是汽车生产中最常用的焊接工艺之一，也是镁合金众多连接方法中具
有较大潜力的一种。
RSW作为一种焊接镁合金薄板的有效焊接方法，开始受到人们的普遍重视。
镁合金的点焊工艺与铝合金点焊相似。
镁合金RSW接头主要由焊核区和热影响区组成。
焊核区含有两种不同的组织结构，焊核中心为等轴晶结构，焊核边沿为胞状- 树枝晶结构，焊核区这种组织结构的过渡是由于焊核中心与边沿凝固条件不同所致。
焊核区裂纹敏感性
较高。
热影响区内出现晶界熔化及粗化现象。
4 搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊(FSW)是由英国焊接研究所开发的一种新型固相连接技术，与传统的焊接方法相比，具有优质、高效、低耗、焊接变形小、无污染等特点，在薄板焊接中具有其它焊
接方法不可比拟的优势，特别适合于铝、镁等合金结构的连接。
由于镁的塑性变形能力差，目前大多数镁合金产品都是铸造件，很少采用锻压、扎制、挤压等方法加工。
这使得镁合
金的应用受到很大限制，也相应制约了镁合金FSW的研究。
5 惯性摩擦焊
惯性摩擦焊(通常称摩擦焊)是利用两个工件相互接触并高速旋转, 在接触面上产生大量的摩擦热使其达到锻造温度, 然后施加一个轴向顶锻力而完成两工件的固相连接。
金属工件表面的氧化膜和油污会在初始的摩擦中得以去除, 所以不会影响到接头的质量。
摩擦焊接中的产热很少, 接头的形成在金属的熔点以下, 属于固相连接, 因此气孔、裂纹等缺陷不易形成。
由于摩擦焊操作简单, 生产效率高, 并且可以获得高质量的接头, 由于摩擦焊接过程中接头的形成并非通过金属的熔化而形成, 原理上更接近于扩散, 所以可以焊接异种金属。
6 激光焊接
激光焊接的焊速高, 质量好, 无变形, 无需真空条件, 且容易实现自动化焊接。
在焊接过程中,激光束照射到金属表面时, 材料将瞬时汽化并在束流压力和蒸汽压力的共同作用下形成一个细长的小孔, 小孔中的汽化金属被电离并将摄入的能量完全吸收, 然后将热量传递给周围材料使之熔化, 在小孔附近形成熔池。
激光焊可以得到极小的熔化区和热影响区并能净化焊缝, 减少焊缝中的内应力、裂纹和气孔等缺陷。
激光焊接时, 焊缝的背面成形受热输入和气体保护流量的影响, 在恰当的焊接工艺条件下可以得到很好的表面成型和高质量的接头, 从外观上看, 焊缝连续, 狭窄, 变形很小, 且无表面缺陷。
三，镁合金焊接技术前程展望
在现有的镁合金焊接方法中,传统的TIG焊焊接质量良好,应用范围相当广,适合各种接头的焊接,但由于能量密度不高,熔深比较浅,热影响区较宽,而活性TIG焊则弥补了许多不足,值得深入研究;激光焊热影响区较小,焊缝美观,但易产生气孔,成本较高;搅拌摩擦焊焊缝晶粒细小,接头力学性能优良,但是接头形式受限制,成本较高。
在镁合金焊接的研究中,有几方向研究得很少。
但很有潜在意义: (1)镁合金的活性TIG焊的研究;(2)镁合金的复合焊研
究; (3)镁合金熔焊过程中温度场模型的建立,对凝固过程了解很重要; (4)镁合金搅拌摩擦焊的焊核成型过程模型的建立和完善。
（5）镁合金与钢、铝合金等异种金属的焊接问题。
参考文献
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