含Zn量≤1%的鎂合金很少采用電子束焊。通常,可以電弧焊的鎂合金也可以電子束焊接,而且它們的前后處理工藝相同。電子束焊時(shí),在電子束下會(huì)立刻形成鎂蒸氣,熔化的鎂流入所產(chǎn)生的小孔中,由于鎂合金蒸汽壓力高,因而所產(chǎn)生的小孔往往比其他金屬的大,易在焊縫根部產(chǎn)生氣孔。因此,應(yīng)精心操作與控制工藝參數(shù),以防過熱引發(fā)氣孔。為獲得優(yōu)質(zhì)焊縫,電子束可輕微圓形擺動(dòng)和采用稍散焦的電子束。最好在接頭外加入適量的填充金屬,采用同種鎂合金的整體式或緊密貼合的襯墊都可以減少氣孔。AZ91C-T6和AZ80A-T5等都適合電子束焊。
激光焊
激光焊是一種鎂合金工件的先進(jìn)連接技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)是:速度快、線能量低、工件變形小、接頭強(qiáng)度高。與鋁合金相比,鎂合金具有更好的激光吸收性能。
激光束可將密度能量集中于一個(gè)小點(diǎn)上,把熱量輸入熔化區(qū),可使熱影響區(qū)減至最小。由于鎂合金的線脹系數(shù)大,因而更適合激光焊。激光束易控制,很適于復(fù)雜三維工件焊接,也易于自動(dòng)化。變形鎂合金激光焊縫強(qiáng)度幾乎與母材的相當(dāng),控制好焊接工藝參數(shù),產(chǎn)生的氣孔與咬邊就會(huì)很少。
用400W脈沖YAG激光焊接AZ31B鎂合金時(shí),不但焊縫變形小,成形圓潤(rùn),無裂紋,而且背面均勻熔透。鎂合金激光焊接熱影響又小又不明顯,晶粒組織細(xì)小均勻,接頭各區(qū)硬度變化不大,不過脈寬對(duì)焊接接頭性能影響很大,當(dāng)脈寬為4.5ms時(shí),可獲得良好的焊接結(jié)果,接頭的抗拉強(qiáng)度Rm可達(dá)母材的95%。
激光-氬弧復(fù)合焊
激光-氬弧復(fù)合熱源焊接是埃布(Eboo)等1978年提出的,受到全球焊接界關(guān)注。低功率YAG激光-氬弧復(fù)合熱源焊接鎂合金板材的原理(見圖),采用激光-TIG(鎢極惰性氣體)復(fù)合熱源焊接變形鎂合金時(shí)可獲得良好的焊縫,其中無氣孔和裂縫等缺陷。
在相同的焊接條件下,復(fù)合熱源焊的熔深為激光焊的4倍,為氬弧焊的2倍,接頭的抗拉強(qiáng)度Rm為母材的95%,沖擊韌性為母材的113%,疲勞強(qiáng)度與母材的相等,而且焊接速度快,可達(dá)2000mm/min。低功率激光-氬弧復(fù)合焊不僅克服了激光焊與掩護(hù)焊各自的不足外,而且顯著增大了熔深,是一種優(yōu)秀的鎂合金工件連接技術(shù)。
目前激光焊采用的功率一般為2kW——10kW,不過也有功率達(dá)到20kW的,大功率復(fù)合熱源通常用約2kW的激光束,不過由于鎂合金對(duì)激光有強(qiáng)烈的反射作用,所以焊接時(shí)能量浪費(fèi)甚大。研究表明,采用400W的YAG激光與氬弧復(fù)合熱源,不但獲得了優(yōu)質(zhì)的焊接,而且節(jié)約了能源,設(shè)備費(fèi)用也有所下降。
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