鎂合金焊接工藝——電子束焊接

電子束焊是指利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化實(shí)現(xiàn)焊接。真空電子束焊是應(yīng)用最廣的電子束焊。

電子束具有能量密度高、穿透力強(qiáng)、焊接速度快、熱輸入少、焊道寬度和熱影響區(qū)窄、熔深大、變形小、焊縫純度高等優(yōu)點(diǎn)。焊接鎂合金時(shí)，電子束下會(huì)立即產(chǎn)生鎂蒸氣，熔化的金屬會(huì)立即進(jìn)入生成的氣孔。由于鎂合金熔點(diǎn)低、蒸汽壓高，鎂合金的孔徑比其他金屬大。焊縫根部易形成氣孔。因此，需要一套精確的操作技術(shù)來防止氣孔和過熱。焊接過程中電子束的周向擺動(dòng)和對(duì)焦位置的調(diào)整有利于消除氣孔，獲得高質(zhì)量的焊縫。此外，在焊縫周圍預(yù)先定位均勻的填充金屬，并在背面使用緊密結(jié)合的背襯，可以減少氣孔。通過添加焊絲，可以使焊縫不產(chǎn)生收縮、氣孔等缺陷。接頭的靜載強(qiáng)度可與母材相當(dāng)，其耐腐蝕性能甚至優(yōu)于母材。電子束焊接（EBW）通常在真空室中進(jìn)行，但鎂合金焊接過程中金屬的揮發(fā)嚴(yán)重污染了真空室，限制了其應(yīng)用，而且實(shí)際應(yīng)用實(shí)例較少。以AZ31鎂合金為例進(jìn)行了焊接試驗(yàn)，結(jié)果表明焊接效果良好。一些研究表明，非真空電子束可以用于鎂合金的焊接。對(duì)于AZ31變形鎂合金、AM50A和AZ91D鑄造鎂合金，采用適當(dāng)?shù)暮附庸に嚳色@得良好的接頭。相對(duì)較高的能量密度使焊接速度高達(dá)15 m/min，熱輸入少，焊接效率高。非真空電子束焊接可以獲得良好的焊縫成形，有利于提高接頭的疲勞強(qiáng)度速。高、高效、自動(dòng)化程度高的非真空電子束焊接方法有望為鎂合金結(jié)構(gòu)件的廣泛應(yīng)用提供保證。

焊接工藝參數(shù)對(duì)電子束焊縫形狀影響很大，尤其是電流對(duì)焊縫形狀的影響。隨著電流的增大，焊縫寬度和熱影響區(qū)也增大。一些研究表明，AZ91D合金采用了不同的焊接方法。電子束焊接接頭的力學(xué)性能最高，高于母材。這主要是由于焊接區(qū)和窄熱影響區(qū)的晶粒非常細(xì)小。

電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復(fù)性好及熱變形量小的優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于航空航天、原子能、國(guó)防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業(yè)。