镁合金焊接

镁合金焊接技术的应用研究摘要：在镁合金焊接过程中，相关工作人员针对钨极氩弧焊技术、激光焊接技术、电子束焊技术等不同焊接技术要有正确认识。

认识不同焊接技术优势与特点，从而将其更好应用在焊接工作中，达到良好焊接效果。

关键词：镁合金；焊接技术；晶粒在如今社会快速发展背景下，镁合金被应用在很多行业发展中，镁合金质量相较于铝合金而言要轻三分之一，密度较小，同时刚度、强度较高，而且镁合金有着较强的散热能力与消震性特点，除此之外，具备较强的承受冲击能力，不容易被腐蚀，属于铸造性较强的金属结构材料。

在镁合金焊接期间，需要注意不同的问题，比如，对氧气有着较高的化学亲和力等。

如果在加热过程中，温度超过四百摄氏度，那么可能会出现爆炸等问题。

因此，在实际镁合金焊接过程中，要加强对焊接技术的应用，使得各类问题能够得到更好解决。

1、镁合金焊接影响因素分析镁合金的化学性质较为活泼，在高温的环境条件之下，会发生氧化反应，在氧化之后生成的物体不容易被熔化，从而影响镁合金焊接效果。

在实际镁合金焊接工作开展中，经常会受到不同因素影响，这也是镁合金无法达到良好焊接效果的一个重要原因。

不同因素的影响，本文主要从以下几点进行阐述与分析：1.晶粒问题影响。

实际上，镁合金属于熔点相对较低的一种金属，因此，导热性能较强，在焊接期间，一般情况下会使用功率相对较高的焊接热源，这样在焊接缝口会出现晶粒，而且此类晶粒较大。

晶粒的出现，影响镁合金的力学性能，无法将镁合金的价值发挥出来。

2.热应力影响。

镁合金的热膨胀系数相对较高，往往是钢的两倍，由此可以看出，镁合金在焊接期间容易产生热应力，热应力的出现会对工件形状、工件尺寸以及工件性能产生影响。

而且在热应力的影响之下，镁合金表面温度与内心温度不同，表层有着较大的收缩力，心部会出现拉力，造成工件变形情况产生，在情况较为严重时，会出现开裂情况。

3.氧化与蒸发问题影响。

镁是镁合金的主要成分，而镁元素的化学性质较为活泼，在高温环境下会与氧发生反应形成氧化镁，氧化镁会直接混合到镁合金当中，不容易融化，并形成颗粒夹渣，使得镁合金的整个质量受到严重影响。

镁合金焊接缺陷的产生及防止1 序言镁合金不仅轻质高强、价格低廉，而且具有良好的减振性、铸造性、导电性、电磁屏蔽性及散热性等优点，已成为许多工业产品的首选金属材料。

目前，镁合金广泛应用于航空工业的座舱骨架、设备支架、机轮轮毂等承载力较小的零部件[1]。

随着现代大型制造装备的转型升级，轻质镁合金结构件的需求变得非常迫切。

但是，镁合金焊接存在多种缺陷，难以得到高成形质量、高综合性能的焊接接头。

本文通过分析镁合金焊接缺陷产生的原因，同时提出防治措施，可有助于镁合金材料的推广应用，对制造装备领域具有现实意义。

2 镁合金的焊接工艺镁合金常见的焊接工艺有熔化焊和固相焊两大类。

熔化焊主要有钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、电子束焊、激光焊等方法，固相焊主要是搅拌摩擦焊。

其中，搅拌摩擦焊凭借焊前准备工作少、无需保护气体和焊材、可实现全位置焊接、焊件力学性能好、焊后应力变形小等优点已成为优先考虑的焊接方法。

但是搅拌摩擦焊具有焊件必须刚性固定、焊接速度低、搅拌头磨损快、焊缝端部易形成键孔等缺点，导致熔化焊成为常见焊接方法。

3 镁合金焊接缺陷分析镁合金具有易蒸发、易氧化、易氮化、热应力大等缺点，焊接时往往表现出多种焊接缺陷。

现重点梳理气孔、热裂纹、变形等常见缺陷的形成原因及防止措施。

3.1 气孔（1）形成原因气孔常出现于熔化焊接头的焊缝中。

例如，图1所示为普通压铸AZ91D镁合金钨极氩弧焊接头焊缝的气孔形貌，有以氢气为主导的析出型微观气孔、以氮气为主导的卷入型宏观气孔两种[2]。

a）析出型气孔 b）卷入型气孔[2]图1 AZ91D镁合金氩弧焊缝气孔的内壁形貌气孔的形成主要归结于两种原因：一种是由于焊接熔池冶金反应生成的不溶性气体聚集于凝固的枝晶晶体间，不易排出而形成气孔；另一种是由于焊接熔池吸收溶解了一些外部气体，而凝固阶段，气体溶解度随着熔池温度的陡降而迅速降低，气体容易聚集于正在生长的枝晶前沿，沿结晶层形成气孔。

镁合金熔化焊时，气孔主要来源于溶解的氢气，而熔池中的氢气主要来自母材、焊丝或弧柱气氛周围的水分。

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。

Aspect ratio
31 0
31 5
511 4
31 0
21 3
11 30
11 5
21 0
451 0
31 0
21 4
11 25
31 0
41 0
451 0
31 0
21 2
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31 5
381 6
31 0
21 1
11 43
31 0
51 5
321 7
21 0
21 0
11 00
21 25
41 5
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加工性能。
二、激光焊接及其原理
定义：激光焊接是利用高能 量密度的激光束作为 热源进行焊接的一种 高效精密的焊接方法。
其中，根据激光对工件的作用 方式和激光器输出能量 的不同，可将激光焊分 为连续激光焊和脉冲激 光焊。
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。

※ 镁合金TIG焊接 ※ 镁合金激光焊接 ※ 镁合金激光—氩弧复合热源焊接
镁合金焊接工艺
TIG焊接
——接头系数 80~90%左右 激光焊接
——接头系数 90%以上
复合热源焊接 ——接头系数 90~100%
镁合金焊接技术的应用及展望 随着国内外对能源消耗、环境 保护的要求的日益提高，镁合金作为一种新型的结构材料，在 汽车等交通领域蕴藏着巨大的应用潜力。目前，欧洲和美国汽 车每辆汽车使用镁合金零件5.8-23.6kg，我国汽车单车用量不 到10kg，其中镁合金焊接技术是实现镁合金汽车零部件大量 应用的主要关键技术难题。通过多方面的技术攻关，我国已经 解决了镁合金与镁合金的连接问题，已经开发出了镁合金自行 车焊接结构件、摩托车焊接结构件，并通过了台架试验和道路 试验，达到了出口标准要求，其中采用焊接技术生产的镁合金 自行车已经出口到欧盟国家，取得了显著的经济和社会效益。 中国汽车产量的结构调整的方向是轿车占汽车总量的比重增加， 低排放、低污染、节能的绿色环保汽车替代非环保汽车，近几 年政府加大了电动汽车的研发力度，镁合金座椅骨架，油门踏 板等在国产汽车领域将得到广泛应用。随着复杂结构镁合金车 辆结构件及相关镁合金产品的设计和开发，将对镁合金焊接技 术提出日益广泛的需求。
Hiraishi, Makoto (2001)
邢丽（2002）
拉伸强度为母材的75~90% 焊接装置示意图 疲劳强度仅为母材的60~80%
激光-电弧复合热源焊接研究现状
W.Steen在20世纪80年代末首次提出激光-电弧复合焊接技术
激光+TIG（1979年） 激光+MIG （1982年） 激光+PA （1984年）
试验装置原理图
激光-电弧复合热源焊接研究现状

镁及镁合金的焊接性。

⑴粗晶镁的熔点仅为651℃，导热快，焊接时要用大功率热源，所以焊缝及热影响区金属易产生过热和晶粒长大。

⑵氧化和蒸发镁的氧化性极强，在焊接高温下，易形成氧化镁（MgO），MgO熔点高达2500℃，且密度大（3.2g/cm3），在熔池中易形成细小片状的固态夹渣。

在高温下，镁还容易和空气中的氮化合成镁的氮化物，使接头性能变坏。

镁的沸点不高，仅为1100℃，因此在电弧高温下很易蒸发。

⑶热应力镁及镁合金的线膨胀系数约为钢的2倍（铝的1.2倍），所以焊接时产生较大的热应力，增加产生裂纹的倾向和加大焊件变形。

⑷热裂纹镁容易和一些合金元素如Cu、Al、Ni等形成低熔点共晶（如Mg-Cu共晶熔点为480℃，Mg-Al共晶熔点为430℃，Mg-Ni共晶熔点为508℃）所以热裂纹倾向较大。

⑸气孔氢在镁中的溶解度随着温度的降低而急剧减少，因此焊缝中易产生气孔。

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。

镁合金的点焊镁合金由于具有密度低、比强度及比刚度高、导热性和电磁屏蔽性好、阻尼性能优秀、可以回收利用等优点，被认为是21世纪最有应用潜力的“绿色材料”。

目前，在点焊结构中实际应用的主要是变形镁合金（MB2等）。

镁合金点焊焊接要点基本与铝合金相同，在用工频交流点焊机点焊时焊接参数参见表20。

表20 镁合金（MB2）点焊焊接参数（选用单相交流电阻焊机）板厚/mm电极直径/mm电极端部半径/mm电极压力/N通电时间/s焊接电流/kA焊核直径/mm最小拉剪力/N0.4+0.4 6.55013720.0516～17313.6～617.40.5+0.510751372～1568 18～203～3.5 421.4～7840.65+0.65 1568～1764 0.05～0.07 22～243.5～4.0 578.2～960.40.8+0.8 1764～1960 0.07～0.09 24～26784～1195.61.0+1.013100 1960～2254 0.09～0.1 26～284.5～5.0 980～15191.3+1.3 2254～2450 0.09～0.12 29～305.3～5.8 1323～19111.6+1.6 2450～2646 0.1～0.146.1～6.9 1695.4～24012+2161252842～3136 0.14～0.17 33～357.1～7.8 2205～30382.6+2.6161503332～3528 0.17～0.2 36～388.0～8.6 2793～38223.0+3.04214～44100.2～0.2442～458.9～9.63528～4802典型镁合金点焊优质接头金相照片如图37所示。

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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 。

镁合金的激光焊接技术研究进展摘要：镁合金是一种高性能结构材料，密度较低，强度高于刚度、导热系数和冲击阻尼。

随着镁合金在工业生产中应用的增加，重点放在镁合金焊接工艺和焊接研究上。

当前镁合金的主要焊接方法是:氦圆焊接、摩擦焊接、电子片焊接、激光焊接、激光圆形双焊接等。

由于镁合金本身独特的物理化学性能，如熔点和低温、高导热系数、高热膨胀系数等。

很难用传统的熔炼方法焊接镁合金，可能导致焊接槽和热裂纹等错误。

激光焊接与传统的氦电弧焊接方法相比，具有能量浓度、快速加热和冷却速度、热影响范围和较小的焊缝变形。

镁合金压强的优点显而易见，焊接质量简单。

关键词：镁合金；激光焊接技术；研究引言随着我国社会经济的逐步发展，目前的社会生产力水平大大提高，焊接技术在社会生产中的广泛应用在社会发展中发挥了重要作用。

面对中国社会的迅速进步，不可再生资源紧张，需要在今后的发展进程中积极开发环保高效的技术，以便在提高生产加工质量的基础上有效地减少能源和材料消耗。

镁合金是一种高精度、低功耗、高效的焊接材料。

以开发环保高效的焊接技术。

1镁合金传统制造工艺及难点锻造可以得到性能优异的产品，但很难制造出具有复杂形状和复杂内部结构的近净形状构件。

铸造存在同样的问题，且铸造过程中容易产生热裂纹、缩孔、气眼等缺陷，熔体纯净度和晶粒尺寸难以控制。

挤压不仅具有比锻造、轧制更为强烈的三向压应力状态，还可以有效细化晶粒，提高镁合金的强度和塑性，但是挤压产品的组织和性能沿长度和断面存在差异，且气体带入会产生气泡或起皮等缺陷。

可以看出，传统加工成形工艺在宏观结构设计、微观织构优化、性能精细化调控上表现较差，抑制了镁合金的复杂化、多功能化的发展，为此有必要采用灵活度更高的柔性加工工艺对镁合金进行加工，以突破传统加工的限制。

2镁锂合金的焊接性分析如二进制镁合金图所示，锂在镁中的溶解度不会随温度的变化而变化。

根据镁合金溶解度与锂相的不同，可将镁合金分为三类:第一类是镁合金，一种密排六段结构镁合金单相固体(锂质量分数< 5.7%)；二是镁合金(锂质量的5.7%≥11.5%)，作为α + β镁双相溶剂；第三类是镁-β合金的单价锂-镁合金(锂质量分数> 11.5%)。

镁合金焊接技术的研究现状镁合金是一种优质轻金属材料，具有优异的力学性能和热导率，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造和电子设备等领域。

焊接是将镁合金连接在一起的常用方法之一。

然而，由于镁合金的高熔点和易氧化性，镁合金焊接技术一直是一个具有挑战性的问题。

本文将介绍镁合金焊接技术的研究现状，并探讨一些解决方案。

镁合金焊接技术主要包括传统焊接方法和先进焊接方法两种。

传统焊接方法主要包括气体保护焊、电弧焊和激光焊。

气体保护焊是最常用的一种焊接方法，通过在焊接过程中提供惰性气体保护，减少镁合金与氧气的接触，从而降低氧化速度。

电弧焊利用电弧产生高温熔融镁合金，再通过填充材料将两个焊接件连接在一起。

激光焊利用高能激光束将焊接部位熔化并快速冷却，实现焊接。

然而，传统焊接方法存在一些问题。

首先，气体保护焊需要使用气体保护设备，增加了成本和复杂性。

其次，电弧焊和激光焊容易引起镁合金的热裂纹和气孔等缺陷。

此外，传统焊接方法对镁合金的焊接性能有一定的局限性。

为了克服这些问题，研究人员提出了一些先进的焊接方法。

其中之一是摩擦搅拌焊（Friction Stir Welding，FSW）。

FSW是一种将工具在焊缝中旋转并施加下压力的焊接方法。

通过摩擦热和机械搅拌作用，将镁合金材料加热到可塑性状态，并在搅拌下形成均匀的焊缝。

与传统焊接方法相比，FSW具有较低的熔化温度、较小的热影响区和较高的焊接强度。

除了FSW，还有其他一些先进的焊接方法，如激光搅拌焊（Laser Stir Welding，LSW）、磁脉冲焊（Magnetic Pulse Welding，MPW）和激光扫描焊（Laser Scanning Welding，LSW）。

LSW利用激光束进行加热和搅拌，实现高效的焊接。

MPW利用磁脉冲产生的高速冲击波将两个焊接件连接在一起。

LSW利用激光束进行扫描焊接，实现高精度的焊接。

除了焊接方法的改进，材料配方也是提高镁合金焊接性能的关键。

一，镁合金钎焊及钎料简介钎焊是采用了比母材熔化温度低的钎料，焊接时钎料熔化为液态而母材保持为固态，依靠液态钎料与固态母材间的相互扩散形成冶金结合，获得牢固的接头，钎焊温度一般低于母材温度20-30℃。

不少用其它焊接方法难阻甚至无法进行连接的结构，采用钎焊却可以解决。

而且，在很多情况下，钎焊能保证焊件具有更高的可靠性。

然而，相对熔焊和压焊技术，钎焊接头的强度一般比较低、耐热能力差的缺点也很明显，因此，钎焊较适于连接精密、微型、复杂、多钎缝、异类材料的焊件。

钎焊的特点：相对于熔焊与压焊，钎焊加热温度低于母材熔点，对母材的物理化学性能一般没有明显不利影响；钎焊温度低，焊件整体加热均匀所引起的应力和变形小，对焊件的尺寸精度影响小；钎焊可以用于结构复杂、开敞性差的焊件，并可以一次完成多缝多零件的连接；容易实现异种金属、金属与非金属材料的连接；对热源要求较低，工艺过程较简单。

与铝合金相比，镁合金在焊接时更易形成疏松、热脆性较大的氧化膜及夹渣，这些特殊的性质对镁合金的焊接产生一系列的困难，使其焊接工艺更为复杂；与此同时，由于镁合金的热膨胀系数大，在熔化焊时易产生焊接裂纹、焊后变形等缺陷，故需要采用坡口预处理、夹具固定、焊前焊后热处理等措施，以保证获得性能良好的焊接接头。

从钎料方面来看，也没有广泛应用的镁舍金焊接的钎料，离工业实际大规模应用仍有相当距离。

铸造和挤压镁合金的钎焊方法主要有火焰钎焊、炉中钎捍、浸沾钎焊等。

、可以用于钎焊的镁合金系有：Mg-Al-Zn系，Mg-Zr系，Mg-Mn系，Mg-Zn-Re系，Mg-Zn-Zr 系。

镁合金钎焊过程可能出现的问题及对策有：美国焊接学会编写的《焊接手册》记载的焊料有三种：AZ92A(钎焊温度582-616), AZ125（钎焊温度570-595），与日本标准中的MC3(604-615)与AZ92成分相近。

这三种上三种钎料都适合于火焰钎焊、炉中钎焊和浸渍钎焊。

但这三种钎料熔点较高(604-627℃) ，配以的钎剂熔点温度也较高(约538℃) ，超过大多镁合金的燃点及熔点温度，因此只适于钎焊AZl0A、K1A及M1A等少量几种合金含量较低的镁合金，并不适于钎焊得到应用的如Mg-Al-Zn系等镁合金。

镁合金焊接技术的研究现状引言：镁合金作为一种轻质高强度材料，具有良好的机械性能和导热性能，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

然而，由于其低熔点和高活性，镁合金的焊接困难度较大。

因此，针对镁合金焊接技术的研究一直是材料科学领域的热点之一。

本文将介绍当前镁合金焊接技术的研究现状。

一、镁合金焊接技术的分类根据焊接方式的不同，镁合金焊接技术可以分为熔化极气体保护焊接（GTAW）、电弧焊（GMAW）、激光焊接、摩擦焊接和爆炸焊接等多种方法。

每种焊接方法都有其特点和适用范围，需要根据具体情况选择合适的焊接技术。

二、熔化极气体保护焊接技术熔化极气体保护焊接技术是目前应用最广泛的镁合金焊接方法之一。

该方法通过在焊接过程中使用惰性气体保护焊缝，防止氧化和热裂纹的生成。

同时，还可通过调节焊接电流和电弧稳定性来控制焊接质量。

然而，由于镁合金具有高热导率和低熔点，焊接过程中易产生飞溅和气孔等缺陷。

因此，如何提高焊接质量仍然是熔化极气体保护焊接技术研究的重点。

三、电弧焊技术电弧焊技术是一种常用的镁合金焊接方法。

通过在焊接过程中使用电弧加热，将填充材料熔化并与基材相融合。

电弧焊技术具有高效、快速的优点，适用于大批量生产。

然而，由于镁合金容易氧化和热裂纹，需要在焊接过程中采用合适的保护措施，如惰性气体保护和预热等。

四、激光焊接技术激光焊接技术是一种高能量密度焊接方法，适用于焊接镁合金薄板。

激光束的高能量密度可以快速加热和冷却焊接材料，从而实现高质量的焊接。

此外，激光焊接还具有无接触、焊缝精细、热影响区小等优点。

然而，激光焊接设备价格昂贵，不适用于大规模生产。

五、摩擦焊接技术摩擦焊接技术是一种固态焊接方法，适用于焊接镁合金板材和异种金属。

该技术通过加热和挤压来实现焊接接头的形成。

摩擦焊接具有焊缝无裂纹、无气孔、无热影响区等优点，适用于高强度和高密度的焊接。

然而，摩擦焊接设备复杂，操作要求高，需要进一步研究和改进。

六、爆炸焊接技术爆炸焊接技术是一种高能量焊接方法，适用于焊接厚板和复杂形状的零件。

镁合金焊接方法镁合金是一种重要的结构材料，具有优异的机械性能和物理性能，因此在航空航天、汽车制造和电子设备等行业得到广泛应用。

然而，由于镁合金的特殊性质，其焊接过程相对复杂。

本文将介绍常见的镁合金焊接方法及其特点。

一、氩弧焊氩弧焊是目前最常用的镁合金焊接方法之一。

在氩气保护下，通过电弧加热将焊条和工件熔化，形成焊缝。

氩弧焊适用于各种镁合金，焊接接头强度高、成形性好，适用于薄板、铸件和型材的焊接。

二、电阻点焊电阻点焊适用于薄板和薄壁材料的焊接。

通过电阻加热，将焊接接头瞬间加热至熔化状态，然后施加一定的压力使接头连接。

电阻点焊具有焊接速度快、热影响区小的优点，但只适用于特定形状的接头。

三、激光焊接激光焊接是一种高能量密度焊接方法，适用于镁合金薄板的焊接。

激光束聚焦在焊接接头上，瞬间加热并熔化焊接材料，形成焊缝。

激光焊接具有焊接速度快、热影响区小、焊接接头强度高的优点，但设备复杂、成本高。

四、摩擦搅拌焊接摩擦搅拌焊接是一种无焊接材料熔化的固态焊接方法。

通过在接头间施加一定的轴向力和旋转摩擦，使接头发生塑性变形并连接在一起。

摩擦搅拌焊接适用于各种形状的镁合金接头，焊接接头强度高、成形性好，但设备复杂、成本高。

五、等离子焊接等离子焊接是一种高能量密度焊接方法，适用于厚板和复杂形状的镁合金焊接。

通过等离子弧加热将焊接接头熔化，形成焊缝。

等离子焊接具有焊接速度快、焊接接头强度高的优点，但设备复杂、成本高。

六、爆炸焊接爆炸焊接是一种利用爆炸冲击波将金属接头连接在一起的焊接方法。

在爆炸药的驱动下，两个接头以极高的速度相撞并形成焊缝。

爆炸焊接适用于特殊工况下的焊接，如在水下、高温和高压环境中。

但安全性要求高，操作复杂。

以上是常见的几种镁合金焊接方法，每种方法都有其适用范围和特点。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的焊接方法，并采取相应的焊接工艺控制，以确保焊接质量和接头性能。

同时，镁合金焊接过程中还需要注意保护措施，避免氧化和热裂敏感性等问题的发生。

镁合金TIG焊接技术的应用探究摘要：镁合金是我国诸多行业会使用到的材料，航天、航空、电子等领域均会使用到镁合金，同时需要应用镁合金焊接技术，以满足对合金的使用要求。

在航空发动机镁合金铸件的生产过程中，焊接技术的使用非常广泛，因此有必要知晓镁合金焊接特点，在此基础上立足工艺生产要求使用TIG焊，不断完善垫板材料选择及保护气氛的具体应用延伸,完成对镁合金的处理需要。

关键词： TIG焊；保护气氛；垫板材料镁合金是最轻的工程结构材料，具备储量丰富、比强度高、电磁屏蔽性好、可回收性强、导热性好、磁导率高等优点[1-2]。

在航空航天领域，许多重要的构件、承载件均采用大型镁合金铸件，如直升机传动系统、发动机机匣、航天器舱体类部件等，获得了良好的减重效果，但此类构件结构复杂，存在多种情况下的异型曲面、内腔结构、壁厚突变等情况，进一步降低了铸造镁合金的一次合格率。

面对当前镁合金合格率较低的情况，除了在铸造过程中采取工艺措施和加强过程控制外，对铸件的焊接修复也是重要的保证措施[3]。

在镁合金铸件的焊接修复方面，已经出现不少技术，但TIG焊接仍然是应用深度很高的一项技术。

在镁合金焊接技术的使用中，需要根据对金属的处置要求，对技术操控方法进行调整，由此获得相对突出的效果。

一、镁合金焊接特点分析镁合金化学性质相对活泼，所以在金属表面容易形成一层氧化膜，氧化膜对金属有保护作用，但是会影响到镁合金焊接工作的效果。

在镁合金焊接环节，热应力、晶粒问题、蒸发、氧化、塌陷、薄件烧穿等因素，将会对镁合金焊接形成影响。

镁合金的熔点比较低，在焊接镁合金时基于传导热的需求，选择功率较高的焊接热源，由此在焊接缝口会生成较大的晶粒，镁合金力学性能容易受到影响，致使功能效用不能全面的发挥出来[4]。

结合对镁合金与钢热膨胀系数调查得到的结果，发现前者为后者的两倍，镁合金焊接也容易出现到热应力，对整个铸件的尺寸、形状、性能均会有一定的影响。

在热应力作用下，镁合金内心温度与表层温度存在差异，在温度差的影响下，表层收缩力较大，将会对镁合金心部形成不小的拉力，导致变形，在力较大时还可能出现开裂的情况。