AZ31B镁合金焊接技术研究现状及发展方向pdf.docVIP

DOI:10.14024/ki.1004-244x.2013.05.050 第36卷 第5期 兵器材料科学与工程 Vol.36 No.5 2013年 9月 ORDNANCE MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING Sept.， 2013 网络出版时间：2013-9-18 15:39 网络出版地址：/kcms/detail/33.1331.TJ1539.009.html AZ31B 镁合金焊接技术研究现状及发展方向 刘奋军，王憨鹰 （榆林学院能源工程学院，陕西榆林 719000） 摘 要 分析镁合金的焊接特点，综述了近年来AZ31B 镁合金的焊接方法，包括激光焊、钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、TIG 焊、电子束焊等，展望了AZ31B 镁合金的焊接研究方向。 关键词 AZ31B 镁合金；焊接技术；综述 文章编号 1004-244X（2013）05-0129-04 中图分类号 TG457 文献标志码 Ａ Research status and development tendency of welding technology of AZ31B magnesium alloy LIU Fenjun，WANG Hanying （College of Energy Engineering，Yulin University，Yulin 719000，China） Abstract Welding characteristics of magnesium alloy are analyzed，and welding processes of AZ31B magnesium alloy are introduced，including laser welding，brazing，diffusion welding，friction stir welding，TIG，electron beam welding and so on. The future directions of welding technology of AZ31B magnesium alloy are pointed out. Key words AZ31B magnesium alloy；welding technology；overview 镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、传热性 好、导电性强以及良好的电磁屏蔽性和减振吸冲性等 一系列优点，广泛应用于航天航空、电子与汽车等不 同领域中，被誉为21 世纪的绿色工程材料［1］。同时由 于镁合金熔点低、热导率和电导率大、化学性质活泼、 易氧化蒸发，使其在焊接过程中产生一系列焊接缺 陷，制约着镁合金作为结构材料的进一步发展与应 用。AZ31B 镁合金具有应用范围广的特点；因此，选 AZ31B 镁合金为例，综述了国内外研究现状及成果，探 讨AZ31B 镁合金焊接质量提高的有效途径与方法。 特点 1.1 粗 晶 镁的熔点低，纯镁的熔点为650 ℃，热导率高达 156 W/（m·K），焊接时需采用大功率的焊接热源，焊缝 及近缝区易产生过热、晶粒长大、结晶偏析等现象，降 低接头性能。  点不高（1 100 ℃），在电弧高温下很易蒸发。 热应力和裂纹 镁及镁合金热膨胀系数较大，约为钢的2 倍，铝的 1.2 倍，在焊接过程中易引起较大的焊接应力与变形。 镁易与一些合金元素（如Cu、Al、Ni 等）形成低熔点共 晶体（如Mg-Cu 共晶点温度为480 ℃，Mg-Al 共晶点温 度为437 ℃，Mg-Ni 共晶点温度为508 ℃），脆性温度区 间较宽，易形成热裂纹。研究发现，当w（Zn）1%会提 高热脆性，并可能导致焊接裂纹。在镁中加入 w （Al）≤10% ，可细化焊缝晶粒，改善焊接性。含少量 Th 的镁合金具有良好的焊接性，无裂纹倾向。 焊缝下塌 焊接过程中由于高熔点的氧化膜覆盖熔池，温度 不易控制（镁的表面张力小，氧化膜在熔化时与镁合 金并无颜色区别，很难观察到熔化的程度），易造成焊 接热影响区大块塌陷，破坏焊缝金属的形状及性能。 1.5 气 孔 氧化与蒸发 与焊铝一样，镁合金焊接时易产生氢气孔。氢在 由于镁的氧化性极强，在焊接过程中易形成氧化 镁中的溶解度随温度的降低而减小，而且镁的密度比 膜MgO，MgO 熔点高（2 500 ℃），密度大（3.12 g/cm3）， 铝小，仅为1 700 kg/m3，气体不易逸出，在焊缝凝固过 易在焊缝中形成夹杂，降低了焊缝性能。在高温环境 程中会形成气孔。 下，镁还容易和空气中的氮化合生成镁的氮化物 此外，镁及其合金在空气环境中