邊文亮

（新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

焊接是工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品組合及裝配的重要工序，產(chǎn)品的材料和用途不同，對(duì)焊接就會(huì)有不同的要求和標(biāo)準(zhǔn)。鎂合金因優(yōu)點(diǎn)較多，所以在航空工業(yè)座艙骨架、設(shè)備支架以及機(jī)輪輪轂等承載力較小的零部件中應(yīng)用較廣。在鎂合金焊接作業(yè)中，受到焊材質(zhì)量、焊接工藝參數(shù)、焊接作業(yè)環(huán)境、焊接手法以及焊后熱處理等因素的影響，會(huì)出現(xiàn)不同的焊接缺陷，不僅會(huì)降低生產(chǎn)效率，而且會(huì)影響到產(chǎn)品的應(yīng)用性能。所以應(yīng)該對(duì)鎂合金焊接中的常見缺陷進(jìn)行原因分析，然后制定出相應(yīng)的防止措施，從而提高鎂合金焊接質(zhì)量。

1 鎂合金焊接中出現(xiàn)氣孔的原因及防止措施

1.1 出現(xiàn)氣孔的原因

氣孔是鎂合金焊接中比較常見的焊接缺陷，一般見于焊縫中，氣孔的存在會(huì)降低焊接的強(qiáng)度和剛度。氣孔一般是因?yàn)楹附尤鄢刂械臍怏w在熔池凝固時(shí)沒有及時(shí)逸出而形成的，而這些氣體的來源與焊接形式相關(guān)。對(duì)于鎂合金焊接而言，在采用熔化焊時(shí)，氣孔中的氣體主要是熔池中的氫氣，母材、焊絲、弧柱的周圍會(huì)存在一定的水分，焊接過程中水分子中的氫就會(huì)進(jìn)入熔池中，而鎂合金的導(dǎo)熱性較強(qiáng)，在熔池快速凝固時(shí)，氫無法及時(shí)逸出就會(huì)形成氣孔。在鎂合金的表面容易形成氧化鎂薄膜，如果鎂合金中鎂的含量越多，則更容易吸附水分而導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。其中熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊縫中的氣孔最多，因?yàn)楹附z中氧化膜吸附水分較多，所以導(dǎo)致熔池中氫的含量增加。

1.2 氣孔的防止措施

因?yàn)闅饪椎男纬芍饕侨鄢刂械臍錈o法及時(shí)逸出造成的，所以應(yīng)該從源頭上控制氫的產(chǎn)生。為了減少焊絲和母材表面的水分，應(yīng)該做好對(duì)焊絲的保存質(zhì)量管理，盡量使其處于干燥的環(huán)境中，在焊接作業(yè)前，要對(duì)其進(jìn)行烘干處理。在焊接作業(yè)開始前，做好對(duì)母材的清洗，可采用機(jī)械清理和化學(xué)清洗相結(jié)合的方式，盡量降低母材表面的水分?？刂坪煤附幼鳂I(yè)環(huán)境的濕度，利用有效手段加強(qiáng)對(duì)濕度的調(diào)節(jié)。通過調(diào)整焊接參數(shù)可對(duì)熔池中的氣體逸出和溶入進(jìn)行控制，比如適當(dāng)提高焊接電流和焊接速度，使熔池中氣體的逸出條件優(yōu)于溶入條件，可減少氣孔的產(chǎn)生。此外，在焊接保護(hù)的惰性氣體中適當(dāng)加入CO2或者O2可減少氫的溶入，從而降低氣孔的產(chǎn)生。

2 鎂合金焊接中出現(xiàn)熱裂紋的原因及防止措施

2.1 出現(xiàn)熱裂紋的原因

在鎂合金焊接中的熱裂紋主要有凝固裂紋和液化裂紋兩種形式，主要是焊縫金屬在凝固過程中，由于晶間殘存的液膜承受較強(qiáng)的應(yīng)力而分離所產(chǎn)生裂紋。在焊接過程中，鎂合金中的鎂元素容易與鋁、銅、鎳等微量元素發(fā)生反應(yīng)而生成低熔點(diǎn)的共晶化合物。在凝固的過程中，當(dāng)溫度降至固相線附近時(shí)，生成的共晶化合物會(huì)以液體薄膜的形式分布于晶間，導(dǎo)致晶間結(jié)合力大大降低。而因鎂合金的熱膨脹系數(shù)較大，焊接時(shí)產(chǎn)生的熱變形在凝固過程中會(huì)受到較大的收縮應(yīng)力，因晶間結(jié)合力降低，所以會(huì)開裂形成凝固裂紋。

2.2 熱裂紋的防止措施

為減少熱裂紋的產(chǎn)生，應(yīng)該嚴(yán)格控制母材和焊絲的元素含量，盡量減少易偏析元素及有害雜質(zhì)的含量，降低低熔共晶化合物的產(chǎn)生。通過調(diào)整焊接參數(shù)，亦可控制熱裂紋的產(chǎn)生。在焊接速度偏低時(shí)，橢圓形的熔池中柱狀晶會(huì)以人字紋的形式向焊縫中生長，偏析弱面形成概率較低，不易出現(xiàn)熱裂紋。而焊接速度教高時(shí)，淚滴形的熔池中柱狀晶就會(huì)垂直向焊縫中生長，容易形成偏析弱面，易出現(xiàn)熱裂紋。此外，通過調(diào)整焊接熱輸入以及焊接順序等措施，也可以降低熱裂紋的產(chǎn)生，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

3 鎂合金焊接中出現(xiàn)變形的原因及防止措施

3.1 出現(xiàn)變形的原因

因?yàn)殒V合金的導(dǎo)熱性能好，熱膨脹系數(shù)大，所以在焊縫冷卻凝固的過程中，近縫區(qū)和母材在受到較強(qiáng)的收縮應(yīng)力作用下而產(chǎn)生變形，最終導(dǎo)致焊縫處的形狀與尺寸都發(fā)生了改變。

3.2 變形的防止措施

對(duì)焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化布局，控制好焊縫的位置以及焊縫之間的距離，保證焊縫周圍有足夠的空間進(jìn)行散熱，減少焊接變形。根據(jù)焊件的用途和焊接位置，合理設(shè)計(jì)焊縫形狀和尺寸，最大程度降低收縮應(yīng)力對(duì)焊縫和母材的影響。可在焊接前對(duì)母材進(jìn)行預(yù)加熱，以此來降低焊縫金屬與母材的溫差，減少焊接收縮應(yīng)力，控制變形。在焊接過程中，可以用專用工具和支撐桿等裝置固定鎂合金焊件，在焊縫溫度降至室溫后，再用錘擊法來釋放部分焊接應(yīng)力。預(yù)測(cè)焊接變形的大小和方向，然后在焊接時(shí)采用方向相反、大小相等的人為變形，以此來抵消焊接變形。還可以先焊接構(gòu)件的小單元，然后將小單元整體焊接的方式來降低焊縫收縮變形。

4 結(jié) 語

在鎂合金的焊接作業(yè)中，受到焊接操作人員或者外界因素的影響難免會(huì)出現(xiàn)氣孔、裂紋、變形、氣孔等焊接缺陷。為了保證焊接質(zhì)量，避免這些缺陷的產(chǎn)生，應(yīng)該做好充分的準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)對(duì)焊材和焊接作業(yè)環(huán)境的控制，加強(qiáng)對(duì)焊接操作人員的崗前培訓(xùn)，強(qiáng)化其質(zhì)量意識(shí)和安全意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)焊接過程中的質(zhì)量監(jiān)督，切實(shí)保證焊接質(zhì)量，提高工業(yè)生產(chǎn)效率。