镁课堂(107):说说镁的焊接性
2018年08月14日 8:48 7443次浏览 来源: 中国有色金属报 分类: 镁资讯 作者: 王祝堂
镁及镁合金材料制成零件后,大多数要与其他同类材料或异种材料连接成部件或可用的器械。镁件的连接工艺主要有:焊接、粘(胶)接、螺接与铆接,后二者又可称为机械连接。
镁及镁合金有良好的可焊性,一般都可以进行气焊、氩弧焊、电阻焊、电子束焊、钎焊与摩擦搅拌焊。目前,用得最多的是氩弧焊,摩擦搅拌焊是一种先进的绿色焊接工艺,应于推广,可以获得高的焊接强度系数,焊接强度几乎与基体材料的相等,几乎没有焊接变形,焊接时不用焊丝,焊缝不用修补。对于异种材料宜用粘接或机械连接。
镁合金的可焊性特点
镁合金的非摩擦搅拌焊的特点:易氧化,形成高熔点的氧化膜;热应力大,易形成裂纹;应采用大功率热源,焊缝金属易过热和晶粒长大;焊缝易下塌和形成气孔;镁的沸点不高(1100℃),在电弧高温下镁极易蒸发;在焊接薄件时,由于镁的熔点低,而氧化镁膜的熔点又很高,两者不易熔合,焊工难以观察熔缝的熔化过程,而且熔池在温高时,颜色也没有明显变化,极易烧穿与塌陷。
镁易与合金化元素Cu、Al、Ni等形成低熔点共晶体,如Mg-Cu共晶体的熔点为480℃,Mg-Al共晶体的为430℃,Mg-Ni共晶体的408℃,所以脆性温度区间宽,热裂纹倾向大。
在焊接镁时易产生氢气孔,氢在镁溶体中的溶解度随着温度的下降而急剧减小,当氢的来源较多时,形成气孔的倾向显著上升。在没有隔绝氧的条件下焊接镁时,易燃烧,需要惰气或熔剂保护,安全第一。因为焊镁的热源功率大,接头温度高,母材往往将产生“过烧”现象,应严格掌控接头温度。
合金元素对可焊性的影响
Mg-Al-Zn系合金(AZ31B、AZ61A、AZ63A、AZ80A、AZ81A、AZ91A及AZ92A)的Al含量若小于10%有助于细化晶粒,因而提高可焊性,不过若Zn含量大于1%,则发生热裂的倾性大;锌含量高的合金ZH62A、ZK51A、ZK60A及ZK61A有高的裂纹敏感性,故可焊性差。
二元Mg-Mn系合金MB8的凝固范围很窄(645℃~651℃),热裂纹倾向性小,有良好的可焊性。为了改善MB8合金的力学性能、热稳定性和细化晶粒,可向合金添加0.15%Ce~0.35Ce。
Mg-Zn-Zr合金MB15、ZM1、ZM2、ZM3的凝固区间大,热裂倾向大,可焊性不良,若采用含稀土元素的合金焊丝,并提高预热温度,热裂倾向可显著下降。
ZM5合金铸件补焊后应重新淬火。Mg-Th合金(HK31A、HM21A、HM31A)有良好的氩弧可焊性。含Al量>1.5%的镁合金对应力腐蚀敏感,焊后应退火,以消除残余应力,但退火温度的选择应兼顾整个焊件的技术要求,尽量保持材料的原始状态。
责任编辑:淮金
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