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镁合金焊接中的常见缺陷

2024-07-16

(1)粗晶体

镁的熔点低,导热性高。高功率 焊接焊接过程中需要热源。焊缝及近焊缝区域容易出现过热、晶粒长大、晶体偏析等现象,从而降低接头性能。

 

(2)氧化和蒸发

镁具有极强的氧化性,极易与氧结合,在焊接过程中容易生成氧化镁(MgO)。氧化镁熔点高(2500℃),密度高(3.2 g/cm³),易在焊缝中形成细小的片状夹杂物。这些固体夹杂物不仅严重阻碍焊缝的形成,还会降低焊缝的性能。在高温焊接条件下,镁易与空气中的氮结合生成氮化镁。氮化镁夹杂物也会导致焊缝金属塑性降低,使接头性能恶化。镁的沸点不高(1100℃),在高温下容易蒸发。

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(3)薄片烧穿和坍塌

焊接薄件时,由于镁合金熔点低而氧化镁熔点高,两者不易熔合,导致焊接过程中焊缝熔化过程难以观察。随着温度升高,熔池颜色变化不明显,容易发生烧穿和坍塌。

 

(4)热应力和裂纹

镁及镁合金的热膨胀系数较高,约为钢的两倍,在焊接过程中容易产生较大的焊接应力和变形。镁易与某些合金元素(如铜、铝、镍等)形成低熔点共晶(例如Mg-Cu共晶温度为480℃,Mg-Al共晶温度为430℃,Mg-Ni共晶温度为508℃),具有较宽的脆性温度范围,容易产生热裂纹。研究发现,当锌含量w(Zn)>1%时,会增加热脆性,并可能导致焊接裂纹。在镁中添加≤10%的铝(w(Al))可以细化焊缝晶粒,提高焊接性能。含少量钍的镁合金具有良好的焊接性能,且不易开裂。

 

(5)气孔

镁焊接过程中容易产生氢孔,而且随着温度降低,氢在镁中的溶解度也会急剧下降。

 

(6)镁及其合金在空气环境中焊接时容易氧化和燃烧,因此在熔焊过程中需要惰性气体或焊剂保护。