镁合金生产线焊接常用工艺

一般来说,钨极惰性气体保护电弧焊和熔化极惰性气体保护电弧焊是镁合金生产线常用的焊接方法。此外镁合金生产线还可以采用电阻点焊(RSW) 、摩擦焊 ( FW) 、搅拌摩擦焊 ( FSW) 、激光焊(LBW) 、电子束焊 (EBW) 等工艺进行焊接。由于镁的比热容和熔化潜热小,因此焊接时要求的输入热量少而焊接速度高。大多数情况下,镁合金生产线件可采用熔化焊,如电弧焊、激光焊、电子束焊和气焊等方法进行焊接。

1钨极氩弧焊

钨极氩弧焊是目前焊接镁合金生产线最常用的焊接方法 ,它是在惰性气体的保护下 ,利用电弧热熔化母材和填充金属。直流电源焊接时要采用反极性接法 ,以便利用阴极雾化作用破坏、除去母材表面上的氧化膜 ,减少或避免焊缝中的氧化物夹杂。氩弧焊的热影响区尺寸及变形比较小 ,焊缝的力学性能和耐腐蚀性能也比较高。

TIG焊方法在有无填充金属的情况下都可以进行镁合金生产线的焊接 ,由于电极与填充丝独立 ,能克服MIG方法焊接规范范围窄的缺点 ,可以在较宽的工艺条件下进行稳定焊接 ,所以 TIG 焊在镁合金生产线的焊接方面比 MIG应用更广 ,特别适合于镁合金生产线薄板的焊接。但是由于镁合金生产线热膨胀系数大 ,易产生焊接裂纹、焊后变形等缺陷 ,因此需要采用夹具固定、坡口处理、焊前焊后热处理等措施 ,以保证获得完整的焊接 接 头。研 究 发 现 , 采 用 交 流 TIG 方 法 焊 接AZ31B 镁合金生产线薄板后主要存在波浪变形、焊后错边、焊瘤、表面"麻点"现象和弧坑裂纹等缺陷 ,通过调整焊接顺序 ,采用大电流、快速焊和刚性固定等措施可以获得较好的焊接接头 ,接头强度可以达到母材的80 %以上。

对于镁合金生产线厚板的焊接,为了获得较大的熔深 ,很多研究都集中于活性钨极氩弧焊 (A 2 TIG) 。这种方法是焊前在待焊材料表面涂敷单一活性剂 TiO 2 或氯化物 (LiCl ,CaCl 2,CdCl 2 , PbCl 2 ,CeCl 3 ),然后施焊,可以使焊缝熔深比常规 TIG 焊增加 2 倍,接头的微观组织与未涂敷时没有明显区别,焊缝熔合良好 ,没有裂缝、气孔、夹渣等缺陷。其原理是添加活性剂可提高电弧电压和电弧温度 ,而且在焊接方向上增加了电弧宽度,使得焊接过程中在增大热输入的同时伴随着热流的重新分。

镁合金生产线 TIG焊一般用交流焊机或电流强度连续可调的直流焊机,其选择主要取决于母材合金成分、板料厚度及反面有无垫板等。焊接薄板时,可采用交流或 DCEP 电源;焊接厚度大于 4 1 8 mm 的镁合金生产线时,交流焊机因熔深较大而占优势。此外,采用交流焊时一般需叠加高频脉冲电流以便稳弧 ,但若采用方波交流电,则无需叠加高频电流,且可产生较强的阴极雾化作用。

电极的选择主要取决于所用电源类型和焊接电流大小,一般来说,Φ0.25 mm~6.35 mm的纯钨极、锆钨极和钍钨极常被用于 TIG焊接。