鎂合金焊接工藝---鎢極氬弧焊
鎢極惰性氣體保護(hù)焊和熔化極惰性氣體保護(hù)焊是鎂合金常用的焊接方法。此外,鎂合金還可以通過電阻點焊(RSW)、摩擦焊(FW)、攪拌摩擦焊(FSW)、激光焊(LBW)和電子束焊(EBW)進(jìn)行焊接。由于鎂的比熱容小,熔化潛熱大,焊接所需的輸入熱量小,焊接速度快。在大多數(shù)情況下,鎂合金零件可以通過熔焊進(jìn)行焊接,如電弧焊、激光焊接、電子束焊接和氣焊。
鎢極氬弧焊(TIG)是鎂合金最常用的焊接方法。在惰性氣體保護(hù)下,用電弧熔化母材,填充金屬。直流電源焊接應(yīng)采用反極性連接,以破壞陰極霧化的效果,去除母材表面的氧化膜,減少或防止焊縫中的氧化物夾雜。氬弧焊熱影響區(qū)的尺寸和變形較小,焊縫的力學(xué)性能和耐腐蝕性也較高。
TIG焊可以焊接鎂合金,也可以不焊接填充金屬。由于電極和填充絲是獨立的,可以克服MIG焊標(biāo)準(zhǔn)尺寸窄的缺點,在各種工藝條件下均能穩(wěn)定焊接。因此,TIG焊在鎂合金焊接中的應(yīng)用比MIG焊更為廣泛,尤其適用于鎂合金板的焊接。然而,由于鎂合金的熱膨脹系數(shù)高,容易產(chǎn)生焊接裂紋和焊后變形,因此需要夾具、坡口處理、焊前和焊后熱處理,以確保獲得良好的焊接接頭。結(jié)果表明,采用TIG法焊接AZ31B鎂合金板存在波形變形、焊后偏移、焊瘤、外觀“坑”現(xiàn)象和電弧坑裂紋等缺陷。通過調(diào)整焊接順序,選擇大電流、快速焊接和剛性固定,可獲得較好的焊接接頭,接頭強(qiáng)度可達(dá)到母材的80%以上。
對于鎂合金厚板的焊接,為了獲得更大的熔深,許多研究集中在活性鎢極氬弧焊(A 2 TIG)上。該方法是在待焊數(shù)據(jù)的表面涂上一層二氧化鈦或氯化物(LiCl、CaCl2、CCl2、PbCl2、CeCl3),然后進(jìn)行焊接,使焊縫的熔透量是常規(guī)TIG焊接的兩倍。接頭的微觀組織與未涂層的TIG焊沒有顯著差異。焊縫熔合良好,無裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。其原理是通過添加激發(fā)劑提高電弧電壓和溫度,在焊接方向增加電弧寬度,使焊接過程中的熱輸入隨熱流的從頭分布而增大。
鎂合金TIG焊一般采用通訊焊機(jī)或電流強(qiáng)度可調(diào)的直流焊機(jī)。其選擇主要取決于母材合金的成分、板料的厚度以及背面是否有緩沖板。焊接薄板時,可選用通訊或DCEP電源;焊接厚度大于418 mm的鎂合金時,由于熔深的原因,通訊焊機(jī)占主導(dǎo)地位。另外,在選擇通訊焊接時,為了穩(wěn)定電弧,通常會增加高頻脈沖電流,但如果選擇方波通訊電流,則不需要高頻電流,會產(chǎn)生強(qiáng)烈的陰極霧化效應(yīng)。
電極的選擇主要取決于所用電源的類型和焊接電流的大小。一般而言,鎢極氬弧焊常用純鎢極、鋯鎢極和釷鎢極,鎢極厚度為0.25~6.35 mm。
材料 AZ91D鎂合金是應(yīng)用最廣泛的鎂合金壓鑄件,具有良好的機(jī)械性能、耐腐蝕性和可鑄造性。 通過對鐵、銅和鎳這三種金屬雜質(zhì)施加非常嚴(yán)格的限制,可以達(dá)到耐腐蝕的目的。這些限制在非常低的水平,使它有必要使用...
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