鎂合金激光焊接的環(huán)保問(wèn)題解決方案
發(fā)布時(shí)間：2016-05-27焊接技術(shù)作為裝備制造領(lǐng)域的共性技術(shù)，已經(jīng)成為影響鎂合金在航空航天裝備制造領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。
其關(guān)鍵在于提高鎂合金焊接材料的沸點(diǎn)，減少鎂合金焊接過(guò)程的質(zhì)量損失。由于鎂合金具有較少的核外電子及較大的原子半徑，鎂合金的金屬鍵能相對(duì)較弱，因此具有較低的熔沸點(diǎn)。通過(guò)在鎂合金中添加稀土、Zn、Al 等多種元素，并精確控制元素比例，使鎂合金與這些元素分別形成具有團(tuán)簇特征的密排拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及高熔沸點(diǎn)的金屬間化合物，有效地提高了鎂合金焊接材料的沸點(diǎn)（由1100℃提高到1422℃）。焊縫內(nèi)部未出現(xiàn)氣孔、夾雜以及宏觀裂紋，鎂合金母材的晶粒尺度為40~50μm ；熱影響區(qū)寬度約為250μm，熱影響區(qū)晶粒相比于母材未見(jiàn)明顯長(zhǎng)大；焊縫區(qū)的掃描電鏡照片顯示焊縫的晶粒尺度為5~16μm，晶界處發(fā)現(xiàn)了析出的金屬間化合物（主要為β-Mg17Al12）。對(duì)焊接接頭進(jìn)行了拉伸強(qiáng)度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示試件在母材和焊縫區(qū)域均可發(fā)生斷裂，表明焊縫的拉伸強(qiáng)度與母材相當(dāng)。
T 型結(jié)構(gòu)件的穿透焊接技術(shù)已在飛機(jī)制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。采用低功率激光誘導(dǎo)電弧復(fù)合焊接方法，實(shí)現(xiàn)了2mm 鎂合金板材的穿透焊接，接頭形貌如圖6 所示（參數(shù)：激光功率300W，電弧電流100A，焊接速度1m/min，送絲速度1875mm/min）。T 型結(jié)構(gòu)件壁板和筋板之間熔合良好，未見(jiàn)明顯缺陷。
表1 給出了對(duì)接板材及T 型結(jié)構(gòu)件電弧焊及激光誘導(dǎo)電弧復(fù)合焊的制造效率及焊接能耗（計(jì)算時(shí)考慮了激光加工設(shè)備及冷卻系統(tǒng)的整體能耗）�？梢园l(fā)現(xiàn)，采用激光誘導(dǎo)電弧復(fù)合焊方法可以在顯著提高焊接制造效率的同時(shí)降低單位長(zhǎng)度的焊接能耗，對(duì)于發(fā)展鎂合金的綠色焊接制造技術(shù)起到了積極的促進(jìn)作用。
