镁合金焊接接头耐腐蚀性能研究现状
镁锂合金焊接性能研究现状
镁锂合金焊接性能研究现状随着人类能源资源的日益枯竭,对汽车、航空航天等领域的机件轻量化要求越来越高。
镁合金由于密度小,比强度、刚度高,绿色无污染等一系列优点[1],使其在各个行业的应用日益广泛,并引起了普遍的研究和关注。
镁是密排六方结构,室温下其滑移系很少,塑性变形能力较差[2],绝对强度偏低,且强化相的析出与分布得不到有效的控制,严重阻碍了其加工成形性与深度应用[3]。
镁的密度为1.738g/cm3,向镁中添加Li,不仅能使密度降低到1.3-1.6g/cm3,密排六方结构也随Li添加量增多转变为体心立方结构[4],锂的添加在降低合金比重的同时明显改善了合金的成形性能,为超轻镁锂合金提供了广阔的应用前景[5]。
镁锂合金在航空航天、汽车及武器装备等领域内的应用过程中往往涉及到很多焊接问题。
镁锂合金母材虽然具有良好的机械性能、物理性能、化学性能,但在焊接过程中受到焊接热循环的影响,使得镁锂合金焊接出现焊缝气孔多、烧穿、焊接热裂纹倾向大、氧化、及焊接强度低等缺陷[6-8],这些问题都降低了镁锂合金焊接接头的整体力学性能,严重影响了镁锂合金的发展。
目前,国内外专家学者尝试的镁锂合金焊接方法有搅拌摩擦焊、TIG焊、电子束焊、激光焊、电焊、钎焊等。
而现有的这些焊接方法都不能很好的解决上述镁锂合金在焊接过程中出现的问题,比如用激光焊接镁锂合金容易产生气孔,TIG焊则容易产生粗晶组织等[9],因此深入开展镁锂合金焊接技术和焊接机理的研究是推广镁锂合金材料应用的重要环节。
本文中主要对镁锂合金焊接技术研究现状及发展趋势进行阐述。
2、镁锂合金的焊接性能分析镁锂合金分为三种类型[10]:第一种为密排六方结构的镁基α单相固溶体型镁锂合金(锂的质量分数<5.7%);第二种为镁基α+β双相固溶体型镁锂合金(5.7%≤锂的质量分数≤11.5%);第三种为体心立方结构的镁基β单相固溶体型镁锂合金(锂的质量分数>11.5%)。
尽管镁锂合金包含较多的Li元素,但其仍然以镁为基,因此镁锂合金焊接工艺同镁合金相似,焊接镁合金的设备同样可以适用于镁锂合金的焊接[11-12]。
镁合金腐蚀性能研究进展
2017年第3期科技广场总第184期镁合金腐蚀性能研究进展白志玲秦丙克(六盘水师范学院,贵州六盘水553004)摘要:本文对镁合金的应用作了介绍,重点阐述了镁合金的腐蚀性能,总结了从添加合金元素、热处理、表面处理等方面对镁合金腐蚀性能的影响,并对镁合金的发展方向提出建议。
关键词:镁合金;腐蚀性能;研究进展中图分类号:TG146 文献标识码:A 文章编号:1671-4792(2017)3-0168-03Research Progress on the Corrosion Resistance of Magnesium AlloyBai Zhiling Qin Bingke(Liupanshui Normal University,Guizhou Liupanshui 553004)Abstract: The applications of magnesium alloys were introduced, and the corrosion properties of magnesium alloyswere discussed. The effects on the corrosion resistance of magnesium alloys of adding alloying elements, heat treatment and surface treatment were summarized, and the development direction of magnesium alloy was proposed.Keywords : Magnesium Alloys ; Corrosion Properties ; Research Progresso引言镁合金具有密度低、比强度高、比刚度高、良好 的铸造性能好、阻尼性能好、耐热性高、电磁屏蔽性 能强、机加工性和成型性好、无毒且易回收等优点[1]。
镁合金钎焊技术的研究现状与发展11111
镁合金钎焊技术的研究现状与发展摘要:传统的熔焊工艺焊接镁合金存在很多问题,而钎焊是解决这些问题的有效途径之一。
本文简要介绍了镁合金钎焊的难点,综述了近年来国内外镁合金钎焊的研究进展,简单分析了焊缝成形及接头组织和性能的影响因素,并对镁合金钎焊技术和材料的发展趋势进行了展望。
1前言钎焊不适于一般钢结构和重载、动载机件的焊接。
主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构,如夹层构件、蜂窝结构等,也常用于钎焊各类异线与硬质合金刀具。
钎焊时,对被钎接工件接触表面经清洗后,以搭接形式进行装配,把钎料放在接合间隙附近或直接放入接合间隙中。
当工件与钎料一起加热到稍高于钎料的熔化温度后,钎料将熔化并浸润焊件表面。
液态钎料借助毛细管作用,将沿接缝流动铺展。
于是被钎接金属和钎料间进行相互溶解,相互渗透,形成合金层,冷凝后即形成钎接接头。
镁及其合金是迄今为止能够应用于工业的最轻、最便宜的金属结构材料之一,具有高比强度,高比刚度,良好的阻尼减震性、导热性等优点,且其在地壳中的蕴含量较高,可达到2.1%~2.7%,我国的矿石镁资源和海水卤水镁资源也十分丰富。
镁合金在提高材料利用率、减轻结构重量、降低成本等方面独占优势,成为国家重点发展与应用的新型结构材料。
镁合金已经在航空,航天,汽车和电子设备等领域得到了应用,并发挥着重要作用。
镁合金作为一种新型高性能结构材料,在实际应用中不可避免地采用连接结构,而焊接无疑是优先选择的连接方法之一。
由于镁合金的熔点低,导热率高,线膨胀系数大,与氧、氮的亲和力大,焊接时容易形成气孔、夹杂、裂纹等缺陷,焊缝质量较低,使焊接接头质量下降。
因此,要想实现可靠的连接,焊接方法的选择尤为重要。
从二十世纪六七十年代,镁合金钎焊技术开始研究和发展,其中火焰钎焊、炉中钎焊和浸渍钎焊广泛应用于镁合金的连接。
到九十年代,轻质材料在工业应用中越来越显示出优越性,掀起了镁合金钎焊工艺研究的热潮。
镁合金焊接技术的现状和发展趋势
得 MI 过 程 无法 进 行 。R tmee等 人 创 造 了一 G焊 eh ir 种 受 控 的熔 滴 形 式 ,利 用 可 控 的 电流 波 形使 熔 滴 既能 过 渡 ,又 不 过 热 。波 形 的第 一 部 分 ,使 熔 滴 形 成 时 以短 路 方 式 过渡 , 当此 熔 滴 过 渡 后 ,继 续 产 生 一 个 小 的脉 冲 电源 ,使 第 二 个 熔 滴 柔和 地 进 入 熔 池 。 电源 波 形 的各 部分 均 可 进 行 调 节 。采 用
艺规 范 ,可 以实 现镁 合 金 薄 板 和 中厚 板 的焊 接 , 并 且 焊 接 接 头 的性 能可 达 到 母材 的8 %以上 [ 】 0 1。 中 田一 博对 不 同种 类镁 合金 的T G焊 结果 进行 了整 I 理 ,其 接头 强度 如表 1 示 f 所 5 】 。 1 G焊 ( . MI 2 惰性气 体 保护金 属极 电弧 焊 )
[ 关键词]镁合金 ;焊接技 术;发展趋 势
镁 合 金 具 有 密 度 低 、 比 强 度 大 、 易 回 收 等 特 点 ,其 应 用 领 域 日益 广 泛 。随着 镁 合 金 应 用 的 逐 步 推 广 ,镁 合 金 的 成 形 技 术 受 到越 来 越 大 的考 验 。现 有 的镁 合 金 成 形 技 术 , 主要 以铸 造 为主 , 其焊 接 技 术 发 展 比较 缓 慢 ,这 与镁 合 金 自身 的物 理特 性 有 关 ,随 着 镁 合 金 焊接 技 术 研 究 的深 入 和 市场 的需 求 ,镁 合 金 的 焊 接 技术 将 成 为影 响镁 合 金发 展 的关 键 所 在 。本 文 分 析 了各 种 焊 接 方 法 对 镁 合 金 的适 用 性 ,对 国 内外镁 合 金 焊 接 技 术 的研 究进行 了介 绍 。
镁合金发展现状
镁合金发展现状
镁合金是一种轻质高强度的金属材料,具有优异的机械性能和良好的导热性能,因此被广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域。
然而,尽管镁合金具有巨大的潜力,但其发展现状仍面临一些挑战。
首先,镁合金的制造成本相对较高。
相比于铝合金或钢材,镁合金的原材料价格较高,并且加工难度较大。
这导致了镁合金产品在市场上的竞争力不足。
其次,镁合金在易燃性和腐蚀性方面存在一定的问题。
镁合金在高温环境下容易燃烧,同时也容易被大气中的氧气所氧化,从而导致结构的腐蚀和失效。
因此,在实际应用中,需要对镁合金进行表面处理或采取其他防腐措施,以确保其持久耐用性。
此外,镁合金的加工性能也是制约其发展的一个因素。
相比于其它金属材料,如铝合金或钢材,镁合金在加工过程中更容易发生热裂纹和变形等问题。
因此,需要通过研究和开发新的加工工艺和技术,以提高镁合金的可加工性。
然而,尽管面临这些挑战,镁合金仍然有着广阔的市场前景。
随着节能环保和轻量化的需求不断提高,镁合金作为一种轻质材料,具有显著的优势。
据预测,未来几年内,镁合金的需求将呈现出稳定增长的趋势。
为了推动镁合金的发展,需要加强科研和技术创新。
通过改进合金配方、提高镁合金的强度和耐腐蚀性能,可以拓宽其应用
领域。
同时,加强制造工艺的研究,提高镁合金的加工性能,也是促进其产业化的关键。
总之,尽管镁合金在发展过程中面临一些挑战,但其优异的性能使其在轻量化领域具有广阔的市场潜力。
通过加强科研和技术创新,有望克服当前的问题,推动镁合金的产业化和应用。
镁合金腐蚀与防护研究现状及进展_郭冠伟
材料与表面处理技术镁合金腐蚀与防护研究现状及进展郭冠伟,苏铁健,谭成文,杨素媛(北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081)摘 要:镁合金的腐蚀问题是制约镁合金应用的主要瓶颈因素。
本文介绍了镁合金腐蚀的特点,并综述了镁合金腐蚀与防护的研究现状和进展。
关键词:镁合金;腐蚀;防护中图分类号:TG17 文献标志码:A 镁合金因其优异的性能,如密度小(密度仅为1.738g/cm3)、比强度高、良好的导电能力和电磁屏蔽性能,减振和阻尼性能好,易加工不易老化等一系列特点受到航空航天、汽车和电子等工业的青睐,被誉为“21世纪的绿色工程材料”[1]。
但是耐蚀性差是镁合金存在的主要问题之一,长期以来极大地限制了镁合金的广泛应用,使得镁合金的诸多优势得不到充分的发挥。
近些年来,国内外的研究者从不同的角度来提高镁合金抗腐蚀性能,主要有以下几种方法:1)开发新合金及提高纯度;2)采用快速凝固技术限制有害杂质的危害;3)表面处理。
1 镁合金的腐蚀特点纯镁的标准电极电位为-2.37V,故镁及其合金具有极高的化学和电化学活性,加之镁合金的氧化膜疏松多孔(M gO与M g的密度比为0.81)[2],因此,在一般的环境中都不耐腐蚀,在中性和碱性环境中镁合金的腐蚀与纯镁的腐蚀反应类似,主要的反应是:Mg=M g2++2e-(阳极反应)2H2O+2e-=H2+2OH-(阴极反应)Mg2++2O H-=M g(OH)2(生成腐蚀产物)这只是一个笼统的反应,其中可能包括一些中间步骤,最典型的初始产物是+1价的镁离子,但是其存在的时间极短[3]。
镁合金的腐蚀具有特殊的电化学现象,称之为负差数效应(Negative Difference Effect,NDE),即镁的阳极溶解反应速率和阴极析氢反应速率随外加电压的增高或外加电流密度的增大都呈现加快的趋势,这与正常的电化学理论是相悖的,称为负差数效应。
Mo rdike B L认为阴极极化后,金属表面状况发生剧烈改变,与极化前相比差别很大,使得镁合金的自腐蚀速率增加,出现负差数效应[4]。
镁合金焊接工艺的研究与应用
镁合金焊接工艺的研究与应用近年来,随着节能环保的逐步普及,镁合金作为一种轻质高强度材料出现在了人们的视野中。
由于其具有密度低、强度高、刚性好等优点,广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
但镁合金在生产过程中存在着焊接难度大、对环境要求高等问题,难以达到工业化生产的要求。
因此,镁合金焊接工艺的研究和应用显得尤为重要。
一、镁合金焊接难点镁合金的焊接难点主要有两个方面:一是镁合金本身的化学性质,另一个是镁合金的特殊物理结构。
首先,镁合金的化学性能极为活泼,容易被氧化。
焊接时,容易生成氧化镁等金属氧化物,导致焊缝的质量下降。
其次,镁合金的物理结构特殊,熔点低、导热性高、热膨胀系数小等复杂因素使得焊接过程更加复杂。
二、镁合金焊接工艺的研究为了解决焊接难点,学者们进行了大量实验和探索,利用不同的焊接工艺对镁合金进行焊接。
1. 惰性气体保护焊(TIG)惰性气体保护焊是一种通用的焊接方法,能够焊接多种金属。
通过加热的方式将工件表面熔化,再将焊条或者焊丝送入焊缝中,最后通过冷却使工件固定住。
这种焊接的优点是可以获得高质量的焊接缝,具有良好的强度和密封性。
2. 激光焊接激光焊接是一种高能量、高速度、高温度的焊接方法。
它的优点是焊接速度快,温度高度集中,焊缝精细,可以实现无接触焊接,适用于涉及到较小的、高精度的焊接缝。
3. 熔覆焊熔覆焊是一种将细粉末或丝状金属材料熔化,并喷射到工件的表面来形成焊层的方法。
它的优点是可以通过控制不同金属的喷射速率和温度来实现最终材料的性能。
同时,还可以利用熔覆焊技术来修复镁合金件的损伤或缺陷部位。
三、镁合金焊接应用现状目前,随着焊接技术的不断成熟和发展,镁合金焊接工艺已经得到了广泛的应用。
主要包括以下几个方面:1. 汽车工业由于镁合金的密度低、强度高,可以用来改善汽车的性能和降低油耗。
而汽车制造中又涉及到许多焊接需求,因此镁合金的焊接工艺对汽车制造业尤为关键。
2. 航空航天工业在航空航天工业中,要求零件材料具有轻质、高强度、刚性好等特点,镁合金可以满足这一需求。
AZ31B镁合金焊接技术研究现状及发展方向.pdf
DOI:10.14024/ki.1004-244x.2013.05.050第36卷第5期兵器材料科学与工程Vol.36 No.5 2013年9月ORDNANCE MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING Sept., 2013 网络出版时间:2013-9-18 15:39网络出版地址:/kcms/detail/33.1331.TJ.20130918.1539.009.htmlAZ31B 镁合金焊接技术研究现状及发展方向刘奋军,王憨鹰(榆林学院能源工程学院,陕西榆林719000)摘要分析镁合金的焊接特点,综述了近年来AZ31B镁合金的焊接方法,包括激光焊、钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、TIG 焊、电子束焊等,展望了AZ31B镁合金的焊接研究方向。
关键词AZ31B镁合金;焊接技术;综述文章编号1004-244X(2013)05-0129-04中图分类号TG457 文献标志码AResearch status and development tendency of welding technology of AZ31B magnesium alloyLIU Fenjun,WANG Hanying(College of Energy Engineering,Yulin University,Yulin 719000,China)Abstract Welding characteristics of magnesium alloy are analyzed,and welding processes of AZ31B magnesiumalloy are introduced,including laser welding,brazing,diffusion welding,friction stir welding,TIG,electron beamwelding and so on. The future directions of welding technology of AZ31B magnesium alloy are pointed out.Key words AZ31B magnesium alloy;welding technology;overview镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、传热性好、导电性强以及良好的电磁屏蔽性和减振吸冲性等一系列优点,广泛应用于航天航空、电子与汽车等不同领域中,被誉为21世纪的绿色工程材料[1]。
镁合金焊接技术的研究现状及应用
镁合金焊接技术的研究现状及应用摘要:镁合金是目前实际应用的质量最轻的金属结构材料,由于它具有密度小,比强度、比刚度高,铸造性能好,减震性和抗磁性好,易于切削加工,尺寸稳定性高等一系列优点,在汽车、电子、电器、交通、航空、航天和国防工业领域具有极其重要的应用价值和前景。
本文就镁合金焊接技术的研究现状及应用进行分析。
关键词:钛镁合金;现状;应用引言随着对镁合金的进一步研究和在各个领域中更加广泛的应用,开展镁合金焊接技术的研究工作显得尤为重要和迫切,提高镁合金的焊接性、获得优质焊接接头是进一步拓宽镁合金应用范围的重要条件。
本文综述了各种焊接方法在镁合金上的应用,对镁合金焊接技术的研究现状进行了介绍。
一、镁合金的焊接特性1.1 氧化、氮化和蒸发镁易与氧结合,在镁合金表面会生成MgO薄膜,会严重阻碍焊缝成形,因此在焊前需要采用化学方法或机械方法对其表面进行清理。
在焊接过程的高温条件下,熔池中易形成氧化膜,其熔点高,密度大。
在熔池中易形成细小片状的固态夹渣,这些夹渣不仅严重阻碍焊缝形成,也会降低焊缝性能。
这些氧化膜可借助于气剂或电弧的阴极破碎方法去除。
当焊接保护欠佳时,在焊接高温下镁还易与空气中的氮生成氮化镁Mg3N2。
氧化镁夹渣会导致焊缝金属的塑性降低,接头变脆。
空气中的氧的侵入还易引起镁的燃烧。
而由于镁的沸点不高(1100℃),在电弧高温下易产生蒸发,造成环境污染。
因此焊接镁时,需要更加严格的保护措施。
1.2 热裂纹倾向镁合金焊接过程中存在严重的热裂纹倾向,这对于获得良好的焊接接头是不利的。
镁与一些合金元素(如Cu、Al、Ni等)极易形成低熔点共晶体,例如Mg-Cu共晶(熔点480℃)、Mg-Al共晶(熔点437℃)及Mg-Ni共晶(熔点508℃)等,在脆性温度区间内极易形成热裂纹。
镁的熔点低,热导率高,焊接时较大的焊接热输入会导致焊缝及近缝区金属产生粗晶现象(过热、晶粒长大、结晶偏析等),降低接头的性能,粗晶也是引起接头热裂倾向的原因。
镁合金焊接技术研究现状及发展趋势
由于镁合 金具 有低 熔 点 、 低 热 率 、 较 大 的热 膨胀
系数 、 较 小 的密 度 , 易 氧化 且 氧 化 物 熔 点 较 高 等 特 点 ,
制、 焊 接材 料 生产技 术 等 尚不 成 熟 , 因此深 入 开 展镁 合
金 焊 接技 术 的研 究 是 拓 展 镁 合 金 材 料 应 用 的 有 效 途 径 。文 中主要 对镁 合 金焊 接技 术 研 究 现状 及 发 展 趋 势
言
本 降低 、 质量 提高 , 这些 进 步促进 了镁 合金 的应 用 。 最近 , 《自然 》 杂 志上就 刊登 了一 种 改 良镁 合 金 , 其
强度、 刚度 、 延展 性 和耐腐 蚀 性 较 常规 镁 合金 有 大 幅提
镁合 金是 金 属 结 构 材 料 中最 轻 的 一 种 , 具 有 密度
进行 阐述 。 1 镁 合金 的现 状及 发展 趋 势
使镁 合金 的焊 接难 度 系数 增 加 , 主要 表现 在 气孔 、 过 热
组织、 热裂纹 、 蒸 发与烧 损 、 夹渣 和燃 烧等 几个 方 面 。
2 . 1 气 孔
镁 合金 的焊 接过 程 中 , 气孔 是 最 主要 的缺 陷 之 一 。 水 分子 在焊 接 过 程 中分 解 产 生 大 量 的氢 , 氢 在 镁 合 金
重 要 的意义 。
拉 拔挤 压成 型 、 热处 理 、 水淬、 冷 轧 等 工 序 制 备 出 了高
性 能镁 合金 。 2 镁 合金 的焊 接特点
目前 , 镁合 金 的加工 技 术 主要 以铸 造 为 主 , 而其 焊
接 技术 发展 相 对缓慢 , 包 括 焊 接 冶金 原 理 、 焊 接 工艺 控
小、 比强 度 高 、 储量 丰富、 减 震性 好、 可 回 收 利 用 等 优
镁合金防腐蚀技术的现状及发展方向
浅谈镁合金防腐蚀技术的现状及发展方向摘要:镁合金以其强度、比模量和优异的力学性能,已在众多领域受到广泛关注。
但是,由于镁合金化学活性高、耐蚀性能差的缺陷制约了其应用范围。
因此,镁合金的表面防护处理(耐腐蚀)极为重要。
关键词:镁合金防腐蚀表面处理现状发展方向前言:镁合金由于具有质轻兼顾,易于回收等诸多优点,正在成为钢铁、铝合金、工程塑料的一种重要替代材料。
但镁是极活泼的金属,耐蚀性极差,在潮湿空气和中性、酸性溶液中都容易受到腐蚀。
耐蚀性能差成为制约镁合金扩大应用的主要因素之一。
改善镁合金的耐蚀性主要有两条途径,一是通过添加合金元素,减少杂质含量,进行适当的热处理等方法改善合金材料本身的耐蚀性,二是对镁合金制品进行适当的表面处理,实现和外部环境的隔绝,阻碍腐蚀的发生。
镁合金表面处理常用的方法有化学氧化、电化学氧化、电镀等。
镁在地壳中储量丰富,仅次于铝、铁居第三位。
镁属于轻金属,密度为1.74g/cm3,约为铝的2/3、钢的1/5,作为结构性材料有着非常广泛的应用前景。
镁合金具有密度小,比强度、比刚度高,阻尼性、切削加工性、导电导热性好,电磁屏蔽能力强,尺寸稳定,易回收等优点,使镁合金在航空工业、汽车、机械设备、电子产品等领域有着非常广阔的应用前景,被称为“21世纪的绿色工程材料”。
我国是世界原镁生产和出口大国。
但是,我国镁合金的研究和应用开发却相对滞后,其中一个重要的原因是镁合金的防腐问题没有很好地解决。
镁是所有工业合金中化学活性最高的金属元素,其标准电极电位为-2.37V,在常用介质中的电位也相当低。
镁合金在大气中的耐蚀性主要取决于大气的湿度与污染程度,腐蚀形成的氧化膜(MgO),但氧化膜多孔而疏松,会使腐蚀加剧,并且会阻碍表面处理的进行。
在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中均会遭受严重的化学腐蚀。
另外,镁合金与其它金属接触时,一般作为阳极发生电化学腐蚀,阴极是与镁直接有外部接触的异种金属,也可以是镁合金内部的第二相或杂质相,后者在宏观上表现为全面腐蚀。
镁合金焊接技术的研究现状
镁合金焊接技术的研究现状镁合金是一种优质轻金属材料,具有优异的力学性能和热导率,因此被广泛应用于航空航天、汽车制造和电子设备等领域。
焊接是将镁合金连接在一起的常用方法之一。
然而,由于镁合金的高熔点和易氧化性,镁合金焊接技术一直是一个具有挑战性的问题。
本文将介绍镁合金焊接技术的研究现状,并探讨一些解决方案。
镁合金焊接技术主要包括传统焊接方法和先进焊接方法两种。
传统焊接方法主要包括气体保护焊、电弧焊和激光焊。
气体保护焊是最常用的一种焊接方法,通过在焊接过程中提供惰性气体保护,减少镁合金与氧气的接触,从而降低氧化速度。
电弧焊利用电弧产生高温熔融镁合金,再通过填充材料将两个焊接件连接在一起。
激光焊利用高能激光束将焊接部位熔化并快速冷却,实现焊接。
然而,传统焊接方法存在一些问题。
首先,气体保护焊需要使用气体保护设备,增加了成本和复杂性。
其次,电弧焊和激光焊容易引起镁合金的热裂纹和气孔等缺陷。
此外,传统焊接方法对镁合金的焊接性能有一定的局限性。
为了克服这些问题,研究人员提出了一些先进的焊接方法。
其中之一是摩擦搅拌焊(Friction Stir Welding,FSW)。
FSW是一种将工具在焊缝中旋转并施加下压力的焊接方法。
通过摩擦热和机械搅拌作用,将镁合金材料加热到可塑性状态,并在搅拌下形成均匀的焊缝。
与传统焊接方法相比,FSW具有较低的熔化温度、较小的热影响区和较高的焊接强度。
除了FSW,还有其他一些先进的焊接方法,如激光搅拌焊(Laser Stir Welding,LSW)、磁脉冲焊(Magnetic Pulse Welding,MPW)和激光扫描焊(Laser Scanning Welding,LSW)。
LSW利用激光束进行加热和搅拌,实现高效的焊接。
MPW利用磁脉冲产生的高速冲击波将两个焊接件连接在一起。
LSW利用激光束进行扫描焊接,实现高精度的焊接。
除了焊接方法的改进,材料配方也是提高镁合金焊接性能的关键。
镁合金表面防腐层的研究现状
验和盐雾试验 ,考察 了镁 合金 表面铝 涂层在 氯离 子 中的耐
蚀 性能及其腐蚀行为 。结 果表 明封孔处 理后 的铝涂 层对 基
体镁合金起到 了很好 的保护 作用 ,提 高了基 体镁合 金 的耐
蚀性能 。未经封 孔 处 理 的涂 层 存 在孑 L 隙 ,不 能 有 效 保 护 基体。 张津和 C h i u L H 等人[ 4 5 ] 分别开 展了 A Z9 1 D和 A Z 3 1
镁合金表 面防腐 的金属及其 合金涂 层主要 有喷 涂涂层 、渗
金属涂层 、磁控溅射膜 以及金属镀层等 。
喷涂涂层 制备方法 是利用某 种热 源将喷 涂材料 迅 速加 热到融化或半熔化状态 ,再经过高速气流或焰 流使 其雾化 ,
加速喷射在经预处理 的零件 表面上 ,使 材料表 面得 到强 韧
关 键 词 :镁 合 金 ; 防腐 蚀 ;金 属 涂层 ;陶瓷 涂 层 ;化 学转 化 膜 ;有 机 膜 中 图分 类 号 :TG1 3 文 献 标 识 码 :A
0 前 言
镁合金具有较低 的密度 ,较 高的 比强 度 和 比刚度 以及
镁合金防腐蚀技术的研究现状及未来发展方向
0 引 言
由于镁合 金具 有质 轻 、 比强度 高 、 阻尼减 振性好 、 电磁屏 蔽 能力强 、 电导 热性好 、 资源丰富 易于 回收 等特点 , 导 且 近年来 引 起 了世界 各 国的高度重视 , 国、 美 日本 、 国等发达 国家 已将镁 德
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第3 7卷
VO . 7 No. Oc . 0 13 5 t 20 8
第 5期 一综 一
20 0 8年 1 O月
表 面 技 术
SURFACE TECHNOLOGY
一
镁 合 金 防腐 蚀 技术 的研 究现 状 及 未来 发 展 方 向
王敬 丰 覃 彬 吴夏 潘 复生 汤爱 涛 , , , ,
(. 庆 大学 国家镁 合金 材料 工程 技术 研究 中心 , 庆 404 ;. 庆大 学化 学与 化工 学 院 , 1重 重 0 052 重 重庆 4 04 ) 005
[ 摘 要] 镁合金 由于具有优 良的性能而在 电子、 汽车和航 空航 天 工业得到 广泛应 用 , 其较差 的耐 腐蚀 性 能又使其 应用 受 但
we e i to uc d a d e a u td.T h r ce itc a d t e d v l p n ie t n o u a ete t n e h o o isf rma — r n r d e n v l ae he c a a t rsi n h e eo i g d r c i fs r c r a me ttc n lg e o g o f n su aly r s u s d. e i m lo swe e dic s e
[ y w r s Man s m a o ; ors n u aet a n ; o 'inrs t c ;C r n t u t o ead Ke o d ] g ei l y C r i ;S r c e t t C n s ei a e ur t a sa h m n u l oo f r me oo sn e st
镁合金焊接技术研究现状与进展
镁合金焊接技术研究现状与进展班级:05183 姓名:付强学号:09焦作大学机电工程系邮编:454003摘要:镁合金有很多优异的性能,在航空航天、汽车、电子等领域具有广阔的应用前景,而镁合金的焊接技术是制约其发展的关键技术之一。
简述了镁合金的性能及应用,着重讨论了镁合金钨板氩弧焊、激光焊、电子束焊、激光一TIG 复合焊、搅拌摩擦焊、电阻.董焊的焊接特点,综述了镁合金焊接技术的研究进展和应用。
关键词:镁合金焊接技术应用前言:随着机械制造、航空航天、汽车工业的发展以及石油化工、电信、原子能及空间技术等新型工业的崛起,镁及镁合金的需求量日益增加,成为国民经济发展的重要基础原材料之一,在国民经济中占有重要的地位,是当今材料科学研究的重点方向之一【l ]。
镁合金是目前应用最广泛的合金,是理想的环保、节能材料,符合可持续发展的要求,被誉为21世纪绿色工程金属结构材料,并将成为21世纪重要的商用轻质材料口“]。
随着对镁合金的进一步研究和在各个领域中更加广泛的应用,开展镁合金焊接技术的研究工作显得尤为重要和迫切,提高镁合金的焊接性、获得优质焊接接头是进一步拓宽镁合金应用范围的重要条件。
1、镁合金的性能及应用现状1.1、镁合金的性能镁合金是一种能够满足各种行业需求、发展前景可观的轻质材料,与铝和钢相比,镁合金材料具有以下特点[s~93:(1)镁合金作为一种轻质金属结构材料,其密度仅为1700kg/m ,是铝合金的2/3,钢的1/4,因此结构件的轻量化,采用镁合金较合适。
(2)镁合金的比强度和比刚度都高于铝合金和钢,在不降低零部件强度的前提下,镁合金零部件的质量比铝合金或钢的轻很多,而且镁合金的刚度随厚度的的增加呈立方比增加,用镁合金制造刚性好的整体构件十分有利。
(3)镁合金具有良好的抗冲击性,是塑料的2O倍;拥有优良的尺寸稳定性与良好的能量吸震性(在20MPa应力水平下镁合金AZ91D的衰减系数为2O ,而铝合金A380只有1 ),是制造抗震零件的好材料,对于用作设备机壳减少噪音传递、提高防冲击与防凹陷损坏十分有利。
镁合金焊接技术的研究现状
镁合金焊接技术的研究现状
镁合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点,被广泛应用于飞机、汽车、电子、军工等领域。
然而,由于其高化学活性和熔点低的特性,使
得镁合金的焊接具有一定的技术难度。
目前,镁合金焊接技术的研究状况
主要如下:
1. 气体保护焊接技术:TIG(钨极氩弧焊)、MIG(气体金属弧焊)
和Plasma(等离子弧焊)等是常用的气体保护焊接技术,对于较厚的板
材和复杂的焊接件具有优势。
2.焊接预处理技术:通过预处理能够改善镁合金表面的质量,预先消
除板材表面的脏污、氧化层和油污等不利于焊接的因素,从而提高焊接质
量和焊接速度。
3.热处理技术:镁合金的热处理可以提高其焊接性能,改善材料的晶
格结构和性能,类似于热处理的方法有退火、固溶化、老化等。
4.新型焊接技术:超声波焊接、摩擦焊接和激光焊接等是近年来发展
起来的新型焊接技术,具有对环境友好、高效、低成本等特点,逐渐被应
用于镁合金的焊接领域。
总之,镁合金的焊接仍面临着技术难点和挑战,需要继续加强相关技
术的研究和发展。
镁合金腐蚀与防护研究现状及进展
1 镁 合 金 的 腐 蚀 特 点
纯镁 的标准 电极 电位 为 一2 3 故 镁 及 其合 . 7V,
K. Kan i 比较 了 高纯 镁合 金 AZ 1 U. ie_ 7 9 HP与普 通 的 AZ 1 合 金 的盐 雾 腐 蚀 速 率 , 现 AZ 1的 腐 9镁 发 9
蚀速 率是 AZ 1 9 HP的 1 9倍 。另外 稀 土在 镁合 金 中
其存在 的时 间极短 。镁合 金 的腐蚀具 有特 殊 的 电 ]
化 学现象 , 之 为 负差 数 效 应 ( g t eD f rn e 称 Ne ai i ee c v f E fc, E , f tND ) 即镁 的 阳极 溶 解 反应 速 率 和 阴极 析 e
有 害 的析 出相 , 轻腐蚀 程度 , 减 同时还 能形成 非 晶态 的氧化膜 , 高 耐蚀 性 [ 提 1 。G L Ma a . . k r等 发 现
制 了镁 合金 的广泛 应 用 , 得 镁合 金 的诸 多 优势 得 使
不 到充 分的发 挥 。近 些 年来 , 内外 的 研 究者 从 不 国
同的角 度来提 高镁 合 金抗 腐 蚀 性 能 , 要有 以下 几 主
种方 法 :1 )开发新 合金 及提 高纯度 ; )采 用快速凝 2
固技术 限制有 害杂质 的危 害 ; )表 面处理 。 3
氢 反应速率 随外 加 电压 的增 高或 外加 电流 密度 的增
快 速凝 固工 艺可 以改变 Mg及 Mg合金 表 面膜 的组
成 和结构 , ( Mg OH) 由晶体 型转变 成无定 形 的膜 结 z 构, 从而提 高 了合金 的耐蚀 性 。
2 3 表 面 处 理 .
大都 呈现加ห้องสมุดไป่ตู้快 的趋 势 , 这与 正 常 的 电化 学 理 论 是相
耐蚀镁合金研究现状与应用进展
广泛应用 。开发低成本和综合性能的新型耐蚀镁合金 关性研究还不够深入和系统。很显然,这些问题的 已成为国内外材料科学工作者广泛关注的焦点之一[1]。 解决对于通过降低杂质元素含量、合金化和/或微
当前常用的提高镁合金耐蚀性的方法主要有改 合金化以及采用合适的加工工艺来改善和提高镁合
变镁合金基体的合金成分、改善镁合金的微观结构 以及表面处理技术等三类,其中表面处理技术是目 前镁合金防腐蚀最常用的技术。
大了对镁合金腐蚀问题的研究.
刚度、吸 震性能好、铸造性能良好和抗电磁干扰能力强等特 点,被誉为“21世纪最有潜力的绿色工程材料”, 广泛应用于航空航天、电子通讯、汽车制造等众多 领域。但由于镁的电位非常负(-2.37ev),极易被 氧化,形成氧化膜覆盖在镁的表面,而且形成的膜 疏松多孔,保护性较差,又因镁合金中含有杂质元 素及合金元素,其在使用过程中易产生电偶腐蚀、
术
to become the hot spot at present studies. The paper overviews the magnesium alloy corrosion research
present situation, the approaches to improve the ability of of corrosion resistant magnesium alloy,
近年来,北美、欧洲和日本等发达国家相继 加大了对镁合金开发与应用研究的投入。美国、德 国、澳大利亚、日本等国都相继出台了各自的镁研 究计划。
我国具有丰富的镁资源,原镁产能、产量和出口
2 镁合金腐蚀研究现状
均居世界首位。在镁和镁合金的研究和应用领域,我 国与欧美等发达国家之间的差距还相当大。如何利用
浅析镁合金焊接技术的研究现状及应用
浅析镁合金焊接技术的研究现状及应用摘要:镁合金是金属结构材料中最轻的一种,具有密度小、比强度高、储量丰富、减震性好、可回收利用等优点,近年来受到广泛关注。
随着焊接技术的发展进步,镁合金在航空航天、轨道交通、核电、军工等领域的应用日益增多,镁合金材料也被誉为“最有发展前景的结构材料”,其开发应用对于实现友好环保型社会具有重要的意义。
目前,镁合金的加工技术主要以铸造为主,而其焊接技术发展相对缓慢,包括焊接冶金原理、焊接工艺控制、焊接材料生产技术等尚不成熟,因此深入开展镁合金焊接技术的研究是拓展镁合金材料应用的有效途径。
文中主要对镁合金焊接技术研究现状及发展趋势进行阐述。
关键词:镁合金;焊接技术;研究现状;应用引言焊接是金属材料加工技术中一种重要的方法,目前镁合金成形研究还主要集中在压铸上。
若要加工出尺寸更大、结构更复杂的镁合金零件,只能采用焊接成形。
由于镁合金结晶温度区大、熔点低、化学活性大、导热系数和线膨胀系数高,致使在焊接的过程中容易出现气孔、热裂纹、夹杂、晶粒粗大等焊接缺陷。
镁合金的焊接成为了制约镁合金应用的一大瓶颈,因此镁合金焊接技术成为了国内外很多学者研究的主要方向之一。
本文主要介绍了镁合金材料的焊接技术发展的近况,并展望了未来的发展趋势。
1.镁合金焊接的特点由于镁合金密度低,熔点低,热导率和电导率大,热膨胀系数大,化学活泼性很强,易氧化,且氧化物的熔点很高,使镁合金在焊接过程中会产生一系列的困难。
1.1粗晶问题由于热导率大,故焊接镁合金时要用大功率热源、高速焊接,易造成焊缝和近缝区金属过热和晶粒长大,这是焊接镁合金时的主要特点之一。
1.2氧化和蒸发由于镁的氧化性极强,在焊接过程中易形成氧化膜,氧化膜熔点高,密度大,易在焊缝中形成夹杂,降低了焊缝性能。
在高温下,镁还容易和空气中的氮化合生成镁的氮化物,使接头性能变坏。
镁的沸点不高,在电弧高温下很易蒸发。
1.3热应力镁及镁合金热膨胀系数较大,约为铝的1.2倍,在焊接过程中会易产生大的焊接变形,引起较大的热应力。
镁合金焊接技术的研究现状
镁合金焊接技术研究现状1. 研究目标镁合金作为一种重要的结构材料,在航空航天、汽车、电子设备等领域具有广泛应用前景。
然而,由于镁合金的低熔点和高反应活性,其焊接性能较差,导致在实际生产中难以实现焊接工艺的稳定和可靠。
因此,本研究的目标是探索和优化镁合金焊接技术,提高焊接接头的强度和可靠性。
2. 研究方法2.1. 实验材料选择本研究选择常用的AZ31镁合金作为焊接材料,通过对其力学性能和化学成分分析,确定最适合的焊接工艺参数。
2.2. 焊接工艺优化在选择合适的焊接设备和材料的基础上,采用常规焊接方法进行初步焊接试验,通过不同的工艺参数(焊接温度、电流、焊接速度等)的调整,优化焊接工艺参数,实现焊接接头的最佳性能。
2.3. 显微组织分析利用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对焊接接头的显微组织进行观察和分析,研究焊接过程中的组织演变规律和界面特征,为焊接参数优化提供科学依据。
2.4. 力学性能测试通过拉伸试验、硬度测试等方法,对焊接接头的力学性能(强度、延伸率等)进行测试和评价,探究焊接参数对接头性能的影响。
3. 研究发现通过上述研究方法的实施,本研究取得了以下主要发现:3.1. 焊接工艺优化通过比较不同焊接温度、电流和焊接速度的试验结果,发现在一定范围内,焊接温度和电流的增加可以显著提高焊缝的强度和韧性,而焊接速度的增加则会导致焊缝的强度下降。
3.2. 显微组织特征分析显微组织分析结果显示,焊接接头的组织由原始的α-Mg相演变为包含β相或γ相的组织结构,焊接过程中形成了多种相之间的界面结构。
此外,在焊接接头的热影响区存在晶粒生长和析出相的现象。
3.3. 力学性能评价拉伸试验结果表明,焊接接头的强度和延伸率受焊接温度和电流的影响较大,通过合理调整焊接参数,可以获得理想的力学性能。
此外,焊接接头的硬度也随焊接参数的变化而变化。
4. 结论通过对镁合金焊接技术的深入研究,本研究得出以下结论:•通过优化焊接工艺参数,可以显著改善镁合金焊接接头的强度和韧性。
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作者 简介 :崔建 红 ( 1 9 8 6 一),男 ,山西 吕梁人 ,在读硕士 ,主要研究方 向为镁合金焊接接头耐腐 蚀性 能。 收稿 日期 :2 0 1 3 — 1 2 一 l 7
崔建红 。等 :镁 合金焊接接头 耐腐蚀性能研 究现状
头 的耐腐蚀性能发生 了明显上 升。研究认为接头 内部 晶粒 细化对于接头耐腐蚀性能 的提高起到了
决 定性 作用 。 B e r n h a r d Wi e l a g e 等口 人 在 镁合 金 一 镁 合 金钎 焊 接 头 腐 蚀 行 为 的研 究 中 ,研 究 了采 用 Mg — A1 一 Z n
接头腐蚀 。镁合金焊接接头腐蚀是金属结构失效 的形式之一 ,随着镁合金结构件 的增加 ,接头腐
作 为钎料进行焊接的A Z 3 1 - A Z 3 1 镁合金接头 的腐
基金项 目:山西省科 技攻关 项 目 ( N o . 2 0 1 3 0 3 2 2 0 0 5 — 0 3)、山西 省 留学基 金 ( N o . 2 0 1 2 — 0 7 5)、太原市 人才专项基金
蚀 研究领域存在 的问题与不 足 ,最 后分 析了镁合金焊接接头腐蚀 的研究方 向和工作重点 。 关键词 :镁合金 ;焊接接头 ;耐腐蚀 中图分类号 :T G1 4 6 . 2 2 ,T G 4 5 7 . 1 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 0 5 — 4 8 9 8 ( 2 O 1 4 ) 0 3 一 O 0 4 5 — 0 4
晶粒差别较大 ,其 中焊核 区晶粒最细小 。盐 水浸 泡实验和 电化学测试可知 ,微弧氧化处理前焊缝
的耐 蚀 性 比母 材 差 ,微弧 氧 化 处 理 后 ,焊缝 耐 蚀
与镁合金保持 了较好 的电化学相 容性 。此外 ,阳
极与 阴 极 面积 比相 对合 适 ( 大 阳极小 阴极 ) ,所 以镁
《 铝加工 》
2 0 1 4年第 3期 总第 2 1 8 期
技术工程
镁合金焊接接头耐腐蚀性能研究现状
崔 建 红 , 吴 志 生 。 弓 晓 园
( 太原科技大学材料科学 与工程学院 ,山西 太原 0 3 0 0 2 4)
摘要 :对 近年来镁合金及其 焊接接头腐蚀性能 的研究现状和最新 成果与进展进行 了总结 ,指出了 目前在镁合金焊接接头腐
性极大提高 。搅拌 摩擦焊焊接接头组织 比母 材细
小 ,杂 质 和 夹 杂也 都被 搅 碎 并 弥 散 分 布 ,且 没 有 了杂 质 和 夹 杂 的 阻 碍 ,氧化 膜 生 长 更 容 易 ,微 弧 氧 化膜 厚度要 明显高 于母材 的微 弧氧 化膜 厚度 。
合金一 镁合金钎焊后 ,接头腐蚀行为变化不大。
技术工程
蚀行 为 。结 果发 现 ,焊 接 接头 中间层 主要 f l 3 Z n Mg , Mg 5 Z n 2 A1 2 , Mg 3 2 ( Z n , A I ) 4 9 或Mg Z n 2 等组成 ,尽管 这些 相 的腐 蚀 电位 都 比镁 合 金 基 体 高 ,但 是 这 些 新 相
性 能的国内外研究现状进行了综述 ,针对镁合金
焊接接头腐蚀性能研究存在的问题 与不足提 出一 些看法 ,并提出了进一步研究的建议 。
是 目前 密 度 最轻 的金 属 结 构材 料
之一 ,因其极佳 的综合性能享有 “ 2 1 世纪 的绿色 工程金属结构材料 ”的美称 】 。但是镁合金 的平 衡 电位 为一 2 . 7 V,化学 活性很 高 ,易发生 电化学
拌 摩 擦 焊 接 头 腐 蚀 行 为 的研 究 。研 究 发 现 镁 合 金
中含有杂质元素及合金元素 ,在使用过程 中易产 生电偶腐蚀 、应力腐蚀或疲劳腐蚀等p 】 。镁合金表 面 的氧化膜多孔疏松 ,对基体没有 良好 的腐蚀保 护作用 [ 4 】 。焊 接后镁合金 由于其性质 活泼 、熔点 低 、导热快 、热膨胀系数大等特点使其在焊接过 程 中更易 出现粗 晶 ,形成低熔共晶体 ,与其他金 属 ,同时产生热裂纹 、热应力 、气孔 、蒸发 、夹
G. B e n — Ha mu 等【 8 研究 了A Z 3 1 B 镁 合 金 钨 极
氩 弧焊 接后接 头组 织 变化 与腐蚀 行为 之 间的关 系 。采 用焊接 电压 为8 ~ 1 1 V,脉 冲电流为 1 4 0 A
( 1 0 0 ms ) 高 电 流 ,6 0 A( 2 0 0 ms ) 低 电 流 ,焊 接 速 度 为4 . 0 mm/ s 。焊 接 后 ,焊 缝 的 晶粒 尺 寸 由原 来 的 8 . 1 2 ±3 . 2 2 i n 增加到1 1 1 . 2 7±3 8 . 0 1 m ,同时焊
d o i : l 0 . 3 9 6 9 4 . i s s n . 1 0 0 5 - 4 8 9 8 . 2 0 1 4 . 0 3 . 1 O
0 前 言
镁是地壳 中含量最丰富 的元素之一 ,密度为
1 . 75 1 . 8 5g / c m。
,
蚀 引起 更 多 的研 究 。本 文 对 镁合 金 焊接 接 头 腐 蚀
腐 蚀 。镁 合 金 表 面形 成 的 氧化 膜 疏 松 多 孔 ,在 大 气 、海 洋 等 环 境 下 对 基 体 的保 护 能 力 差 。镁 合 金
1 镁 合 金 焊接 接 头 腐 蚀 性 能 国 内外研 究现 状
R o n g — C h a n g Z e n g 吲 人开展了A M5 0 镁合金搅
渣 等 问题 [ 5 】 ,这 接
焊接后 ,由于焊接接头 中发生晶粒 细化 ,导致接 头 的腐蚀速率 由9 5 . 1 A / c m 。 下降到2 2 . 2 A / c m ,
而 电位 则 由一 1 5 5 3 m V 上 升到一 1 5 2 0 mV 。焊接 后 ,接