镁合金电子焊与激光焊

来自: 中国有色金属网收藏邀请

电子束焊
　　含Zn量≤1%的镁合金很少采用电子束焊。通常，可以电弧焊的镁合金也可以电子束焊接，而且它们的前后处理工艺相同。电子束焊时，在电子束下会立刻形成镁蒸气，熔化的镁流入所产生的小孔中，由于镁合金蒸汽压力高，因而所产生的小孔往往比其他金属的大，易在焊缝根部产生气孔。因此，应精心操作与控制工艺参数，以防过热引发气孔。为获得优质焊缝，电子束可轻微圆形摆动和采用稍散焦的电子束。最好在接头外加入适量的填充金属，采用同种镁合金的整体式或紧密贴合的衬垫都可以减少气孔。AZ91C-T6和AZ80A-T5等都适合电子束焊。
　　激光焊
　　激光焊是一种镁合金工件的先进连接技术，其优点是：速度快、线能量低、工件变形小、接头强度高。与铝合金相比，镁合金具有更好的激光吸收性能。
　　激光束可将密度能量集中于一个小点上，把热量输入熔化区，可使热影响区减至最小。由于镁合金的线胀系数大，因而更适合激光焊。激光束易控制，很适于复杂三维工件焊接，也易于自动化。变形镁合金激光焊缝强度几乎与母材的相当，控制好焊接工艺参数，产生的气孔与咬边就会很少。
　　用400W脉冲YAG激光焊接AZ31B镁合金时，不但焊缝变形小，成形圆润，无裂纹，而且背面均匀熔透。镁合金激光焊接热影响又小又不明显，晶粒组织细小均匀，接头各区硬度变化不大，不过脉宽对焊接接头性能影响很大，当脉宽为4.5ms时，可获得良好的焊接结果，接头的抗拉强度Rm可达母材的95%。
　　激光-氩弧复合焊
　　激光-氩弧复合热源焊接是埃布（Eboo）等1978年提出的，受到全球焊接界关注。低功率YAG激光-氩弧复合热源焊接镁合金板材的原理（见图），采用激光-TIG（钨极惰性气体）复合热源焊接变形镁合金时可获得良好的焊缝，其中无气孔和裂缝等缺陷。
　　在相同的焊接条件下，复合热源焊的熔深为激光焊的4倍，为氩弧焊的2倍，接头的抗拉强度Rm为母材的95%，冲击韧性为母材的113%，疲劳强度与母材的相等，而且焊接速度快，可达2000mm/min。低功率激光-氩弧复合焊不仅克服了激光焊与掩护焊各自的不足外，而且显著增大了熔深，是一种优秀的镁合金工件连接技术。
　　目前激光焊采用的功率一般为2kW~10kW，不过也有功率达到20kW的，大功率复合热源通常用约2kW的激光束，不过由于镁合金对激光有强烈的反射作用，所以焊接时能量浪费甚大。研究表明，采用400W的YAG激光与氩弧复合热源，不但获得了优质的焊接，而且节约了能源，设备费用也有所下降。