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镁及镁合金的焊接性分析

发布时间:2018-03-10 点击次数:1740次

  镁及镁合金的焊接性分析

  镁合金的性能与其他材料相比具有显著特点,焊接性较为特殊。由于镁合金密度低、熔点低、热导率和电导率大、热膨胀系数大、化学活泼性很强、易氧化且氧化物的熔点很高,因此,镁合金在焊接过程中会产生一系列困难,主要表现在:

  1.氧化和蒸发

  由于镁的氧化性极强,在焊接过程中易形成氧化膜(MgO),MgO熔点高(2500℃)、密度大(3.2g/cm3),易在焊缝中形成夹杂,降低了焊缝性能。在高温下,镁还容易和空气中的氮发生化学反应生成镁的氮化物,弱化接头的性能。镁的沸点不高,这将导致在电弧高温下很容易蒸发。

  2.晶粒粗大

  由于热导率大,故焊接镁合金时要用大功率热源、高速焊接,易造成焊缝和近焊缝区金属过热和晶粒长大。

  3.热应力

  镁合金热膨胀系数较大,约为铝的1~2倍,在焊接过程中易产生大的焊接变形,引起较大的残余应力。

  4.焊缝金属下塌

  由于镁的表面张力比铝小,焊接时很容易产生焊缝金属下塌,影响焊缝成形质量。

  5.气孔

  与焊接铝合金相似,镁合金焊接时易产生氢气孔。氢在镁中的溶解度随温度的降低而减小,而且镁的密度比铝小,气体不易逸出,在焊缝凝固过程中会形成气孔。

  6.热裂纹

  镁合金易与其他金属形成低熔点共晶组织,在焊接接头中易形成结晶裂纹。当接头处温度过高时,接头组织中的低熔点化合物在晶界处会熔化出现空穴,或产生晶界氧化等,即所谓的“过烧”现象。

  此外,镁及镁合金易燃烧,所以在熔化焊接时需要惰性气体或焊剂的保护。