鎂合金材料的焊接技術

鎂合金在汽車制造中應用廣泛，有助于實現汽車行業低排量、低油耗的目標。然而，要大規模推廣鎂合金在汽車領域的應用，還需進一步創新焊接技術。

 一、鎂及鎂合金的焊接性分析

鎂合金具有密度低、熔點低、熱導率和電導率大、熱膨脹系數大、化學活潑性強等特點，這使得其焊接過程中存在諸多困難，主要表現為：

 （一）氧化和蒸發

鎂極易氧化，形成高熔點、高密度的氧化膜（MgO），影響焊縫性能。同時，鎂在高溫下易與氮反應生成氮化物，還會因沸點低而蒸發。

 （二）晶粒粗大

鎂合金熱導率大，焊接時需大功率熱源和高速焊接，易導致焊縫和近焊縫區金屬過熱，晶粒長大。

 （三）熱應力

鎂合金熱膨脹系數大，焊接易產生變形和殘余應力。

 （四）焊縫金屬下塌

鎂表面張力小，焊接時易出現焊縫金屬下塌，影響成形質量。

 （五）氣孔

鎂合金焊接易產生氫氣孔，因氫在鎂中溶解度隨溫度降低而減小，且氣體不易逸出。

 （六）熱裂紋

鎂合金易形成低熔點共晶組織，焊接接頭易產生結晶裂紋，高溫時還會出現“過燒”現象。

此外，鎂及鎂合金易燃燒，焊接時需惰性氣體或焊劑保護。

 二、鎂合金的焊接現狀及發展趨勢

鎂合金適用于多種焊接方法，包括鎢極氬弧焊（TIG）、激光焊、電子束焊和電阻點焊等。不同焊接方法各有優缺點：

 （一）鎢極氬弧焊（TIG）

TIG是鎂合金常用焊接方法，利用交流電陰極清理效應去除氧化膜。但交流TIG熱輸入低，焊接厚板時需多層多道焊或雙面施焊，效率較低。其主要缺陷是氣孔和疏松，可通過增加保護氣體流量、壓低電弧等方法改善。

 （二）激光焊

激光焊是高效精密加工方法，研究集中在激光器選擇、功率、焊接速度等方面。激光焊可得到窄焊縫和大熔深，但易出現氣孔、熱裂紋等缺陷，且鎂合金對激光反射率大，熔深較淺。

 （三）電子束焊

電子束焊可焊透厚鎂合金板，熔化區多為等軸晶，能避免多種焊接缺陷。非真空電子束焊效率高，可實現自動化，為鎂合金應用提供了新途徑。

 （四）電阻點焊

電阻點焊成本低、工藝穩定，但鎂合金導熱率高、電阻值小，焊接時需高電流，設備成本高。其熔核生長分三階段，焊接參數需精確控制。

隨著鎂合金在汽車領域的廣泛應用，其連接技術成為關鍵問題，各種焊接方法的研究將受到更多關注。