镁及镁合金
出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第607页（2684字）
纯镁强度低，工业上多应用镁合金。
镁－锰合金如MB1可焊性良好。镁－铝－锌合金中含铝小于10%有助于改善晶粒结构，提高可焊性；但含铝大于15%易产生应力腐蚀，焊后须消除残余应力；含Zn大于1%，增大热涨系数。含锌量提高，裂纹敏感性增大。MB2、MB3、ZM5等的可焊性好，MB6则较差，MB15不作焊件。镁－锌－锆合金如MB15、ZM1、ZM2等，热裂纹倾向大，可焊性不良。镁－锰－铈合金如MB13可焊性良好，含钍镁合金可焊性良好。
1．焊接特点：
(1)在焊接高温下，镁易与空气中的氧及氮强烈化合生成镁的氧化物及氮化物，构成焊缝夹渣，降低焊缝机械性能和抗腐蚀性能。
(2)熔点低，而且焊件表面又有高熔点氧化膜覆盖，易产生烧穿或下塌现象。
(3)对焊件表面、保护气体和焊剂中存在的水分敏感，焊接时，焊缝极易形成“蜂窝”状气孔。
(4)导热性好，应采用大功率的焊接热源。
(5)焊接时镁合金产生强烈弧光、氧化镁烟雾及臭氧，须采取防护措施；焊接时的飞溅，还可导致起火(可用干砂或2
防火溶剂灭火，严禁用水灭水)。
2．焊前准备
(1)镁合金的接头形式可参考钢焊件，但镁合金焊接面上的尖角要修成圆角，毛刺要去掉，因尖角及毛刺易构成焊缝线状氧化镁夹渣。
(2)焊件坡口边缘20～30mm内及焊丝的表面可用直径0．08～0．15mm的不锈钢丝(或铜、铝)刷、刮刀等进行机械清理，清理后2～3h内焊接，或按表10－81进行清理。清理后妥善保存并在72h内进行焊接。
(3)薄断面、拘束度小的焊件，一般可不预热，厚断面拘束度大的接头，特别是高锌镁合金常需预热，以防裂纹。
(4)通常用与母材同牌号的镁合金焊丝。焊MB8采用MB3焊丝可以防止近缝区晶界析出低熔共晶体(Mg9Ce)形成裂纹。焊丝直径按母材板厚选用Φ1．5mm～Φ6mm，气焊用较粗焊丝。
3．焊接方法
镁合金可采用氩弧焊、气焊、电阻焊及钎焊等方法焊接。表10－81为镁及镁合金化学清洗方法。
表10－81 镁及镁合金化学清洗方法
(1)钨极氩弧焊：可用于焊接铸件及铸件焊补。多用交流，板厚小于4．5mm也可用直流反接。在保证成形和焊透的前提下，尽量用大电流、快焊速，可使热影响区小，焊缝强度系数达母材80%～95%而且．变形小。例如厚度5mm、V型坡口的对接焊缝反面采用不锈钢垫板，电流为300～340A时，焊接速度可达21～27m／h。自动钨极氩弧焊的焊速可更高。采用高焊速主要是为了提高焊缝强度系数。几种镁合金焊接工艺参数见表10－82、表10－83。
表10－82 钨极氩弧焊(交流)工艺参数
注：均采用不锈钢垫板
表10－83 氩弧焊钨极直径喷嘴及氩气流量
一般采用左焊法施焊，应尽量压低电弧长度(约2mm)，尽可能不中断施焊，使焊缝反面的加强高均匀。自动钨极氩弧焊质量好，弧长可控制在0．6mm以下。为了消除焊接应力，焊后在热空气循环加热炉中进行回火处理，其工艺参数见表10－84。
表10－84 镁合金回火处理工艺参数
(2)熔化极氩弧焊：焊速比一般钨极氩弧焊更高，但应设法防止弧坑裂纹(如采用引出板等)。焊接工艺参数见表10－85。
表10－85 熔化极氩弧焊镁合金的工艺参数①
注：①焊速：36～54m／h。
②间隙0，钝边1．6mm。
③间隙0，钝边3．2mm。
(3)气焊：限用于受力不大，焊后能清除残余焊剂及焊渣的焊件。可采用剂401铝焊粉或其他配方的焊剂，因其对镁合金的腐蚀性较强，焊后应彻底洗净。焊接时采用中性焰。应防止焰心接触熔化金属，焰心距熔池3～5mm，焊后应进行回火处理，气焊的主要工艺参数见表10－86。
表10－86 镁合金气焊工艺参数
4．缺陷的焊补
指焊修零件上的缺陷和焊后缺陷。焊补操作比焊接更难，要求更高、大型镁合金工件和铸件上缺陷，焊补前应铲坡口并作好清理。坡口角度为90°～120°，焊补操作技术与焊接零件相同，焊补电流根据焊补件厚度及散热条件而定，但要比同厚度的焊件小1／3～1／2。厚度小的焊补处反面用不锈钢垫板。焊补时在坡口端头10mm处引弧和收弧，弧坑应填满并稍高于焊缝，以避免弧坑裂纹。
多次焊补后的接头抗拉强度只能达到母材抗拉强度的80%～90%，但因产生焊接缺陷的机会增多，接头塑性略有下降，故重要件同一处焊补次数不宜过多。
厚度较小而形状不太复杂的ZM5铸件和变形镁合金一般不预热。对于焊补面积大、厚度大和形状复杂的铸镁件焊前需局部或整体预热250～300℃。焊补电流应比MB3、MB8的焊补电流小20%，对铸镁件上的疏松须彻底铲尽后焊补，以免产生气孔。