镁合金的焊接方法及其工艺要素探究
ZM6镁合金铸件TIG焊补焊工艺
ZM6镁合金铸件 TIG焊补焊工艺摘要：按照拉伸性能检测结果与X-射线探伤测试明确了ZM6镁合金部件TIG焊补焊方法参数，且利用光学显微镜观察焊接端部的微观结构与测试研究微区物质。
结果显示，热影响范围晶粒尺寸和母材几乎一样。
热影响范围晶内完全通过Mg元素构成，晶内原本的合金要素迁移至晶界。
焊缝结构通过比母材晶粒规格小的细小等轴晶构成，焊缝位置的晶内结构往往由Mg元素构成，其晶界合金要素浓度会比母材和热影响范围少。
经对ZM6镁合金部件补焊过程的裂缝部位和成分研究，发现ZM6镁合金部件补焊裂缝是结晶裂缝。
关键词：ZM6部件；TIG焊补焊；裂缝；双层补焊镁合金是当前全球最轻质的一种工程框架金属物料，存在密度小、比强度与比刚度高等特征，被称作“21世纪环保结构材料”，具备普遍用在航空航天、军事以及交通运输等行业的良好潜力。
我国是全球镁资源最多的一个国家，镁储量占全球22.5%，位居全球第一。
高质量、高性能焊接方法相对于其它成形科技发展迟缓的现状已是严重限制国内镁合金普遍使用的一大瓶颈，具体是因为镁合金焊接环节极易出现热裂缝、气孔、氧化物杂质与脆性氮化物下降接头质量等缺陷。
交流TIG焊接是现今实际用来衔接镁合金的重要电弧焊手段，镁合金在加工成形环节会出现许多问题，像夹渣、冷隔、气孔与裂缝等，挽救恢复问题部件有着较大的经济作用，这些问题一般用补焊方式解决。
按照ZM6镁合金部件结构，研发了TIG填补补焊方法，经补焊端部性能检测和着色检测，完善了ZM6镁合金部件TIG填丝补焊方法参数，且逐步研究ZM6镁合金部件补焊端部结构特点，经观察补焊端部结构特点得到镁合金部件补焊端部裂缝产生的原因，由此削减ZM6镁合金部件补焊过程裂缝的形成，由此削减ZM6镁合金部件补焊过程裂痕的形成，复原了ZM6镁合金部件。
1、试验分析1.1试验样本试验样本是ZM6镁合金部件，化学成分见表1，其防拉强度是160MPa、断后伸展率是3.3%。
az31镁合金激光焊接工艺参数
az31镁合金激光焊接工艺参数az31镁合金是一种轻量高强度的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子、医疗器械等领域。
但是，由于其焊接性能较差，一般采用激光焊接技术进行组装加工。
下面将详细介绍az31镁合金激光焊接工艺参数及其优点。
1.激光焊接优点与传统的氩弧焊、电阻焊、激光接合等方法相比，激光焊接具有以下优点：（1）焊接速度快，热影响区小，不会产生变形和裂纹。
（2）局部加热，可以实现高精度焊接；（3）焊缝清晰，美观大方；（4）无需使用辅助材料，无污染，无需后续处理，节约时间成本。
2.az31镁合金激光焊接工艺参数az31镁合金激光焊接参数需要考虑以下几个因素：（1）焊接功率：焊接功率是激光束的能量，不同的工件材质需要不同的功率。
az31镁合金一般选择2kW-4kW的功率。
（2）焊接速度：焊接速度是指焊接头在工件表面的移动速度。
过快会导致焊接质量差，过慢会导致焊缝变形。
az31镁合金一般选择5mm/s-15mm/s的焊接速度。
（3）焊缝宽度：焊缝宽度是指两侧焊缝形成的距离，影响材料的焊接强度和精度。
az31镁合金一般选择0.1mm-0.2mm的焊缝宽度。
（4）焊接距离：焊接距离是指激光焊接头与材料表面的距离，这个距离应该特别注意，过大过小均会影响焊接效果。
（5）焊接气体：焊接气体是保护金属熔池的重要因素。
az31镁合金可使用惰性气体，如氩气，具有防止氧化、提高焊接质量的作用。
以上是az31镁合金激光焊接工艺参数的介绍。
总之，激光焊接是一种高效、高精度的焊接工艺，特别适用于焊接az31镁合金等难焊材料。
在操作过程中，应根据材料的物理特性、工件大小、工艺要求等综合因素来制定合理的焊接参数，以保证焊接质量和效率。
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。
焊接时镁合金结构件连接的重要方法
焊接时镁合金结构件连接的重要方法根据计算得出管径是D325×6mm的煤气管道通常会采用十一公斤的镁阳极来进行保护，每组阳极对管道的保护长度大约是二百七十米左右，根据计算得出需要保护的公路煤气管道需要的阳极组数量，还要根据管道的长度确定测试桩的使用数量。
将测试桩埋在与牺牲阳极相同位置上，并且与牺牲阳极串联在一起，被称为测试桩牺牲阳极；一般情况下测试桩都会被设计安置在两组牺牲阳极之间的位置。
随着社会的的进步，科技的不断发张，管道施工的技术人员都已经开始重视并发展防腐绝缘层与阴极保护等技术，两者相结合使用也是目前最经济也是最科学的的防腐蚀办法。
主要还是为了防止在生产运输或者施工过程中对防腐层的损坏，不能有效的将被保护管道与周围存在的腐蚀因素相隔离。
再者考虑到现在管道上使用的防腐层材料都会有不同程度的吸水和透气性，这样的管道埋进土壤以后，随着时间的推移防腐层逐渐老化退去，不能持续有效的发挥防腐蚀的作用。
因此需要将管道防腐层与阴极保护防腐相结合起来使用对管道进行联合保护。
阴极保护防腐技术属于极化电化学手段，保证率管道上的电化学均匀性，并从根本上组织了腐蚀反应的发生，阴极保护技术不仅仅对新铺设的管道起到保护作用，对已经投入使用的老管线的改造和延长使用时间都有非常大的作用。
焊缝腐蚀防护焊接时镁合金结构件连接的重要方法，已经被普遍使用。
镁合金具有很好的可焊性，可以用不同的方法焊接，比如气焊、在惰性气体中电弧焊、接触焊（分为电焊和滚焊）。
为了保证焊接质量，待含部位应除掉氧化膜。
因此，在焊接的时候乙方不容许发生氧化，要在惰性气体中进行，另一方面生成的氧化膜能被专美溶剂溶解掉。
以前气焊所用的溶剂主要含碱金属和碱土金属的氯化物。
焊缝处残留的焊渣容易引起镁合金腐蚀。
有焊渣再采用任何涂层均不能阻止腐蚀的发生，即使涂三层，也照样发生腐蚀。
因此，现在气焊只用氟化物溶剂，缺点是焊渣难消除。
镁合金搅拌摩擦焊接工艺及其接头成形机理研究
镁合金搅拌摩擦焊接是一种先进的固态焊接工艺，它通过在材料接头处施加力和摩擦热来实现材料的连接。
这种工艺能够有效地避免传统熔化焊接中可能出现的气孔、裂纹和变形等问题，适用于许多高强度、轻量化材料，尤其对于镁合金等具有优异性能的材料更是如此。
镁合金搅拌摩擦焊接工艺的关键步骤包括：1. 摩擦加热：摩擦焊接头部两个要连接的材料在施加一定的轴向力的情况下，通过摩擦产生的热量来加热，但是不到熔化温度。
2. 搅拌混合：在摩擦加热的同时，引入转速，将材料进行搅拌混合，从而在原子尺度上实现了材料的混合。
3. 压制成形：当材料达到一定的塑性状态后，停止搅拌并施加一定的压力，使得材料得以牢固地连接。
镁合金搅拌摩擦焊接工艺的优势在于可以获得高质量的焊接接头，同时避免了传统焊接中的气孔、裂纹等问题，且无需额外的填充材料。
接头成形机理研究主要包括对焊缝组织结构、机械性能、热影响区、残余应力等方面的分析和研究。
通过对接头成形过程中的温度场、应力场等参数进行模拟和实验研究，可以深入了解接头形成的机理，并为优化工艺参数提供理论指导。
镁合金搅拌摩擦焊接工艺的详细步骤如下：1. 材料准备：选择合适的镁合金材料，并对焊接接头进行预处理，包括切割、清洁和表面处理等。
2. 摩擦加热：将两个要连接的镁合金材料端面互相接触，并施加一定的轴向力。
然后，在这种状态下，通过旋转工具（例如圆柱形钎焊头）施加一定的摩擦力，使材料端面之间产生摩擦，并产生大量的热量。
3. 搅拌混合：随着摩擦加热的继续，材料开始变软且具有塑性。
在此阶段，继续旋转工具并施加压力，使工具沿接头方向进行横向搅拌混合。
这样可以将材料的晶粒结构重新排列，从而实现了材料的混合。
4. 压制成形：当材料达到一定的塑性状态时，停止搅拌并继续施加一定的压力。
这将使得材料得以牢固地连接，并形成焊接接头。
压力的大小和持续时间要根据具体材料和工艺进行调整。
通过以上步骤，可以实现镁合金材料的搅拌摩擦焊接。
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。
镁合金焊接工艺的研究与应用
镁合金焊接工艺的研究与应用近年来，随着节能环保的逐步普及，镁合金作为一种轻质高强度材料出现在了人们的视野中。
由于其具有密度低、强度高、刚性好等优点，广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
但镁合金在生产过程中存在着焊接难度大、对环境要求高等问题，难以达到工业化生产的要求。
因此，镁合金焊接工艺的研究和应用显得尤为重要。
一、镁合金焊接难点镁合金的焊接难点主要有两个方面：一是镁合金本身的化学性质，另一个是镁合金的特殊物理结构。
首先，镁合金的化学性能极为活泼，容易被氧化。
焊接时，容易生成氧化镁等金属氧化物，导致焊缝的质量下降。
其次，镁合金的物理结构特殊，熔点低、导热性高、热膨胀系数小等复杂因素使得焊接过程更加复杂。
二、镁合金焊接工艺的研究为了解决焊接难点，学者们进行了大量实验和探索，利用不同的焊接工艺对镁合金进行焊接。
1. 惰性气体保护焊（TIG）惰性气体保护焊是一种通用的焊接方法，能够焊接多种金属。
通过加热的方式将工件表面熔化，再将焊条或者焊丝送入焊缝中，最后通过冷却使工件固定住。
这种焊接的优点是可以获得高质量的焊接缝，具有良好的强度和密封性。
2. 激光焊接激光焊接是一种高能量、高速度、高温度的焊接方法。
它的优点是焊接速度快，温度高度集中，焊缝精细，可以实现无接触焊接，适用于涉及到较小的、高精度的焊接缝。
3. 熔覆焊熔覆焊是一种将细粉末或丝状金属材料熔化，并喷射到工件的表面来形成焊层的方法。
它的优点是可以通过控制不同金属的喷射速率和温度来实现最终材料的性能。
同时，还可以利用熔覆焊技术来修复镁合金件的损伤或缺陷部位。
三、镁合金焊接应用现状目前，随着焊接技术的不断成熟和发展，镁合金焊接工艺已经得到了广泛的应用。
主要包括以下几个方面：1. 汽车工业由于镁合金的密度低、强度高，可以用来改善汽车的性能和降低油耗。
而汽车制造中又涉及到许多焊接需求，因此镁合金的焊接工艺对汽车制造业尤为关键。
2. 航空航天工业在航空航天工业中，要求零件材料具有轻质、高强度、刚性好等特点，镁合金可以满足这一需求。
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镁合金的焊接方法及其工艺要素探究
摘要：本文详细介绍镁合金的焊接工艺，并简单介绍镁合金焊接的方法、工艺要素，希望可以为今后相关工作者提供理论性参考帮助。
关键词：镁合金；焊接方法；工艺要素
0 引言
为了更好的展现人类社会的可持续性发展，在大量现代化产品当中应用镁合金这一种节约材料与能源、轻量化的材料有着显著的意义和价值。
镁合金是当前非常实用的一种金属结构材料，在密度方面是铝材料的2/3，在汽车中使用铝合金替代传统钢铁材料可以让汽车重量减少40%，同时镁合金可以在铝减轻质量的基础上再减少20%。
对此，镁合金是今后汽车类工业中具备显著应用价值的金属材料。
1 镁合金的焊接特性
因为镁合金具备低密度、低熔点的特征，再加上高热导率、高电导率、高热膨胀系数、较强化学活性，容易氧化且氧化物熔点比较高等特性，采用镁合金焊接必须解决以下几点问题：1.1粗晶
镁的熔点比较低，但是导热率比较高，所以焊接的过程中必须采用大功率的焊接热源，规避焊缝和接近焊缝区域产生过大的热量，从而降低接头的性能。
1.2 氧化和蒸发
镁的氧化特性比较强，很容易和氧气结合，在焊接过程中有可能会形成MgO，导致阻碍焊缝的形成，并减低焊缝的性能。
1.3薄件损坏问题
在焊接薄件的时候，因为镁合金的熔点比较低，同时氧化镁的熔点比较高，两者之间不容易融合，导致坍塌的现象出现，另外因为温度比较高，熔池的颜色没有明显的改变，所以很容易因为焊接的不合理导致烧穿损坏问题。
2 镁合金的焊接方法及其工艺要素
2.1熔化焊
熔化焊是在被連接构件的接头区域局部加热而导致熔化的，大多数情况下还需要添加其它金属，在冷凝之后形成接头。
按照热源形式的不同，其主要分为电弧焊、气焊、电子韩、激光焊等。
以电弧焊为例，因为镁与氧气的亲和力比较大，同时空气当中的氢气与二氧化碳也有可能和镁形成氮化物、碳化物，从而导致接头的力学性能下降，所以必须在电弧焊过程中采用气体保护，如氩气类型的惰性气体进行保护，从而规避熔池和空气接触。
另外，融化焊中还有一种新型焊接技术，也就是激光TIG复合焊。
激光TIG复合热源焊是在1970年提出的一种新型焊接工艺，但是真正应用是在1980年左右，其主要是融合应用激光技术和弧焊设备，实现提升激光功率与电流控制效果的作用，突出焊接的实效性。
激光电弧的复合对焊接效率的提升有显著的价值和作用，其主要在于两个方面，一方面是采用了较高的能量密度促使焊接速度得到提升，工件当中的对流损失量比较少；另一方面是两种热源的相互作用实现了叠加的作用。
焊接过程中，激光所引发的等离子体会促使电弧更加稳定，同时电弧还可以进入到熔池的小孔当中，从而减少了能量的流失，提升焊接的能源使用效益。
激光TIG复合焊可以显著的提升焊接速度，是电弧焊的两倍以上，同时钨极的烧损程度比较小，使用寿命较长。
2.2压力焊
压力焊是一种应用摩擦力、加压以及热扩散等物理原理解决连接表面粗糙状况，同时祛除氧化膜和其它污染物的有效途径，促使两个连接表面上的原子相互接近到晶格的距离，展现固
态的连接。
电阻点焊是最为常用的压力焊。
镁合金薄板与挤压件均能够应用常规的电阻焊，例如缝焊、点焊以及闪光对焊等焊接方式，其中点焊是最为常用的一种途径。
电阻电焊一般是应用承载荷载比较低的工件焊接中，例如某一些镁合金框架、仪表舱以及隔板等位置均可以采用电阻点焊。
在焊接过程中，只需要确保焊剂功率可以达到瞬时快速加热即可，直流脉冲电焊机和一般的交流点焊剂均可以使用在镁合金的点焊当中。
镁合金电阻电焊的工艺特征主要有三个方面：①镁合金具备较好的导电性与导热性，在点焊时，需要在短时间内通过大电流；②镁的表面容易发生氧化，被焊面接触的电阻比较大，在通过焊接电流的时候普遍会出现飞溅现象；③因为导热特性以及线膨胀系数比较大，在断电之后熔核冷却搜索非常快，如果处理不当有可能会出现缩孔、裂纹等问题。
压力焊另一种常用的方法便是摩擦焊。
当前，对于锻造镁合金尤其是压铸镁合金方面摩擦焊的应用非常广泛。
但是，摩擦焊的缺陷是有可能在焊接之后形成较多的微气孔，这一些气孔会因为受热而发生聚焦成长的现象，从而导致合金板的力学性能遭受影响，所以这类镁合金的融化焊一般无法达到焊接的理想效果。
3 结语
综上所述，因为镁合金具备非常大的市场应用潜力与价值，在工业生产当中必然会不断的增多。
就当前而言，镁合金的焊接工艺仍然有提升空间，尤其是在镁合金熔焊工艺当中的基础性研究，例如镁合金的焊接冶金、填充焊丝的选择以及活性助焊剂的制作、焊接裂缝、变形问题的控制等。
参考文献：
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[2]胡学安，徐道荣.镁合金的焊接方法及其工艺要素[J].轻合金加工技术，2006（08）：9-13+53.
[3]邓彩萍，童彦刚.镁合金的焊接研究现状[J].电焊机，2010（03）：10-14.
感谢您的阅读！。