由于镁合金熔化炉具有密度和熔点低 ,热导率、电导率及热膨胀系数大 ,化学活性强 ,易氧化且氧化物的熔点高等特点,使镁合金熔化炉的焊接必须解决以下一系列问题 :
(1) 粗晶
镁的熔点低 ,热导率高 ,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 ,降低了接头性能。
(2) 氧化与蒸发
镁的氧化性极强 ,易同氧结合 , 在 焊 接 过 程 中 易 形 成 MgO , MgO 熔 点 高(2 500 ℃),密度大 (3. 2 g/cm-3) ,易在焊缝中形成细小片状固态夹渣 ,不仅严重阻碍焊缝成形 ,也降低焊缝性能。镁在焊接高温下 ,还易与空气中的氮化合生成镁的氮化物 ,氮化镁夹渣也会导致焊缝金属的塑性 下 降 , 使 接 头 性 能 变 坏。镁 的 沸 点 不 高 ( 1100 ℃),在电弧高温下很易蒸发。
(3) 薄件的烧穿与塌陷
在焊接薄件时 ,由于镁合金熔化炉熔点较低 ,而氧化镁的熔点很高 ,两者不易熔合 ,焊接操作时难以观察焊缝的熔化过程。温度升高 ,熔池的颜色也没有显著变化 ,极易产生烧穿和塌陷现象。
(4) 热应力和裂纹
镁及镁合金熔化炉热膨胀系数较大 ,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 430 ℃,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 %时会提高热脆性 ,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 的镁合金熔化炉具有良好的焊接性 ,无裂纹倾向。
(5) 气孔
焊镁时易产生氢气孔 ,氢在镁中的溶解度也是随温度的降低而急剧减小。
(6)镁及其合金在空气环境下焊接时易氧化燃烧,熔焊时需用惰性气体或焊剂保护。