镁合金的激光焊接技术研究进展

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镁合金焊接技术的研究现状与进展

镁合金焊接技术的研究现状与进展班级：05183 姓名：王新川学号：23焦作大学机电机电工程系邮编：454003摘要：镁合金在航空航天、汽车、电子等领域具有广阔的应用前景，焊接技术已经成为制约其应用的技术关键。

分析了镁合金焊接的主要问题，介绍了镁合金焊接的研究现状，综述了镁合金钨极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊、搅拌摩擦焊、惯性摩擦焊、激光焊、电子柬焊和电阻点焊的特点，并对镁合金焊接研究及应用进行了展望。

关键词：镁合金TIG MIG FSW 惯性摩擦焊激光焊电子柬焊点焊引言：近年来，汽车设计者和生产商为了降低对环境的污染，在提高燃料的利用率和减少C0 的排放量方面开展了大量的研究，如寻找新的无污染燃料、改变汽车发动机的性能和减轻汽车质量等，其中减轻汽车的质量是最有效的一种方法。

例如，2000年生产的奔驰CL汽车采用外面铝合金，内侧镁合金的车门，质量比原来减少34 。

意大利生产的第2代镁轮毂仅5．4 kg，比铝轮毂7．4 kg 减少28 9／6。

对于一辆中等大小的汽车，其质量减轻10 ，它的燃油量就可以减少6 ～8 [1 ]。

因此，镁合金以其低密度和高比强度、高比刚度和可再回收利用等优点成为人们关注的焦点[3’43。

目前，在各类汽车中已不同程度地选用了镁合金，有关专家预计，每辆汽车中镁合金的质量将增加到40～80kg[5]。

由于镁合金的焊接性能不好，很难实现可靠连接，镁合金结构件以及镁合金与其它材料结构件之间的连接，成为制约镁合金应用的技术瓶颈和急待解决的关键技术1 镁合金的特点1)密度小镁的密度大约是铝的2／3，是铁的1／4。

它是最轻的实用金属。

2)高比强度、高比刚度镁合金的密度虽然比塑料高，但是，单位质量的强度和弹性率比塑料高，在保持同等强度的情况下，镁合金的零部件比塑料还薄，质量也轻。

另外，由于镁合金的比强度比铝合金和铁高，在不减少零部件强度的前提下，镁合金要比铝或铁零部件的质量轻很多3)传热性好、导电性强镁合金的传热系数比铝小，比钢大，比塑料高出数十倍，电导率大于铝和钢。

镁合金激光焊接技术的研究现状与发展

１镁合金警光焊接工艺及焊缝质量
光功率为１８００Ｗ，焊接速度为８００ｍｍ／ｍｉｎ，送丝速度为６００ｍｍ／ｍｉｎ。结果表明，所有焊缝表面光滑，连续均匀，反面成形美观，均实现了单面焊双面成形。
激光复合热源焊接始于２０世纪７０年代末期，它是高能激光束与电弧共同作用下的焊接，激光与电弧相可＝作用町以克服啦用激光或电弧焊方法自身的不足，对提高焊缝质量有
文献标识码：Ａ
文章编号：０２５３一扔∞（加咀）惦一００１１—０２
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｌａｓｅｒｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
ａｌｌｏｙｓ
ＧＵＯＹｏｎｇ—ｑｉａｒＩｇ。ＩＳＵＮＲｏｎｇ—ｈ１’２
ｒ１．￥ｃ．ｈｏｎｌｏｆＭｅｃｈｎｎｉｃ蝴ａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。ＴｉａｎｊｉｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉ锄ｊｉｎ３００１６０，Ｏｆｉｎａ；、
４镁合金激光焊接的主要缺陷及预防措施
４．１焊缝气孔的产生及预防措施镁合金激光焊接的最主要缺陷是气孔Ⅲ一１６］，特别是焊接压
铸镁合金时产生气孑Ｌ的倾向较大。激光焊接接头产生氢气孔的主妥原因是高温时氧住镁中的溶解度很高，镁熔液可以吸收大量的氢。在焊后的冷却过程中，随着温度的降低，氢在熔池中的溶解度急剧下降，导致氢大餐析出，并且镁的密度小，析出的气体不易逸出，因而容易在焊缝中形成气孔。
状呈典犁的“手指”状，这是由于激光束能馈密度高、焊接过程中热输入小和对材料的加热比较集中造成的
２镁合金激光焊接接头组织
Ｍ．ＢｏｂｂｙＫａｎｎａｎ等【１们对ＡＺ３１镁合金激光焊接接头微观组织分析表明，焊缝的晶粒比母材的晶粒要小得多，由于熔
合边界处具有相对较大的热梯度，形成ｒｒ多齿状的晶粒。ＥＤＸ分析表明，焊缝中含有ｍ元素，且存在№一Ａｌ—Ｍ１１和

镁合金激光焊的研究现状及发展趋势_全亚杰

激光与光电子学进展４９，０５０００１（２０１２）Ｌａｓｅｒ　＆Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ○Ｃ２０１２《中国激光》杂志社镁合金激光焊的研究现状及发展趋势全亚杰（湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙４１００８２）摘要　镁合金具有质轻、环保等特性，被誉为２１世纪绿色工程材料，在汽车、摩托车、航天航空等领域有着广泛的应用前景，但焊接问题已经成为制约其应用的关键。

和其他熔焊方法相比，激光焊具有焊缝熔深大、接头性能优良等特点，是镁合金焊接的理想方法之一。

目前，两类典型的工业激光器，即ＣＯ２和Ｎｄ…ＹＡＧ激光器都已用于镁合金焊接的研究。

系统分析了镁合金激光焊的工艺方法、焊接材料、接头性能（主要为力学性能与腐蚀性能）以及冶金缺陷（主要有气孔和裂纹），综述了近年来国内外镁合金激光焊接的研究现状，并对镁合金激光焊研究及应用的发展趋势进行了展望。

关键词　激光技术；焊接；镁合金中图分类号　ＴＧ４５６．７文献标识码　Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＬＯＰ４９．０５０００１Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｔｒｅｎｄｓ　ｏｆ　Ｌａｓｅｒ　Ｗｅｌｄｉｎｇ　ｏｆＭａｇｎｅｓｉｕｍ　ＡｌｌｏｙＱｕａｎ　Ｙａｊｉｅ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１００８２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｇｏｏｄ　ｒｅｃｙｃｌｅ，ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ａｒｅ　ｐｒａｉｓｅｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｅｅｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｖｅ　ａ　ｗｉｄｅｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄｓ　ｏｆ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ，ｍｏｔｏｒｃｙｃｌｅ，ａｅｒｏｓｐａｃｅ　ａｎｄｏｔｈｅｒ　ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．Ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ａ　ｋｅｙ　ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅｉｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｌａｓｅｒ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｊｏｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅｉｒ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｔｈｅｒ　ｆｕｓｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｌａｓｅｒ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｄｅａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｓｕｃｈａｓ　ｄｅｅｐ　ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｅｌｄｓ　ａｎｄ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｊｏｉｎｔｓ．Ｔｏ　ｄａｔｅ，ｔｗｏ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｌａｓｅｒｓ，ｉ．ｅ．，ＣＯ２ａｎｄ　Ｎｄ…ＹＡＧ　ｌａｓｅｒｓ，ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｗｅｌｄａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ａｌｌｏｙｓ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｅｌｄｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｊｏｉｎｔ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ（ｍａｉｎｌｙ　ｆｏｒ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）ａｎｄｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｄｅｆｅｃｔｓ（ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｒａｃｋｉｎｇ）ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｏｆ　ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｏｆ　ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ　ｉｓ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄｓ　ｏｆｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｏｆ　ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　ａｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｌａｓｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｗｅｌｄｉｎｇ；ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ａｌｌｏｙＯＣＩＳ　ｃｏｄｅｓ　１４０．３３９０；１６０．３９００；３５０．３８５０１　引言镁及镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼性和导热性优良、导电性强、电磁屏蔽性好等特点，被广泛应用于冶金、建材、航空航天、化工、电子等领域。

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。

镁合金材料激光表面改性技术的研究进展

镁合金具有优异的特性，因而在很多领域得到了应用，但其不耐磨及不耐腐蚀限制了镁合金的应用。

通过对镁合金材料进行激光表面改性处理，进而提高镁合金的耐腐蚀、耐磨等性能。

本文对激光表面改性技术（激光表面重熔、激光表面合金化、激光表面熔敷）进行了分析，并展望了激光表面改性技术的应用前景。

1前言镁合金具有质量轻、密度低（大约1.8g /m O、比强度高、良好的导热性等优异的特性，在汽车和航空航天、电子等领域中广泛的应用。

但镁合金具有较低的腐蚀电位 (E =-2.3?V )，很容易氧化和发生电化学腐蚀，膜的防护腦。

再者合金中杂质元素会对其造成严重的腐蚀。

而采用激光表面改性技术是解决镁合金腐蚀问题的一种錢胤利用激絲面改性财可以在基体表面形成一定厚度的处理定程度上提高材料的耐腐蚀性、耐雜和氧化性而m易于实现自动化，將优点。

2镁合金激光表面改性涂层处理技术2.1漱光表面重熔激光表面重熔是在不加其它元素的基础上利用激光将一雜度的表层融化，之后借助基体自身的冷却和传热过程使溶池快速凝固，进猶善材料表面组织性能，提高材料表麵雜和耐腐蚀性。

通遞絲面重溶得到的硬化层组织较细，偏析减少、有非平衡相生成等。

J 6 zef Iwaszko *⑴用 5.5 kW 的 cw -(：02激舰泣91齡鎌行表面魏所用激^3描速率为33.3 imn /s ~53.3 mm /s ,激光直径为23 mm ，焦距为250 mm ,重熔过程中采用氩皱行脱廻后检测发现挪区的綱和臟有显著的变化，難区的晶粒明显变小，表层硬度要比没处理的高，并且增加激光能童与插速度时材_度在降低。

M .Strzeleck ^pl 用氩弧焊，氣气纯度为99.995%对AZ 91镁合■行表面重熔。

财实验发现重培区镁合金的硬度从基体的平均硬度58HV 0.05提高到93HV 0.05;摩擦系数从0.375下降到0.335;腐蚀电流密度从29pA /cm *T 降到到4.9jxA /cm 2。

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。

AZ31B镁合金激光焊接接头组织和性能的研究

学腐蚀。
图１１ＤＬ－ＨＬ－Ｔ５０００激光焊机
２．２试验材料
试验材料采用ＡＺ３１Ｂ变形镁合金板材（９０ｍｍ ×４０ｍｍ ×４ｍｍ），其抗拉强度为２５５ＭＰａ，母材化学成分如表１所示。采用ＣＯ激光焊接试件。焊接前对试样进行处理，油污用丙酮清洗来去除，凉干后用钢丝刷清理以去除表面的氧化膜层。
［７ＪＭ．Ｄｉｖａｎｄａｒｉ，ＪａｍｌｉａｎｄａＳ．Ｇ．Ｓｈａｂｅｓｔａｒｉ．Ｅｆｅｃｔｏｆｓｔｉｒｐｓｓｉｚｅ
试验采用ＣＯ气保激光平板对接焊，单面焊双面成型。焊接示意图如图２所示。
２．４试样的制备
作者简介：孔海旺（１９５８一），男，汉族，工程师，主要从事焊接技术的研究。
对于易变形、不利于加工处理或本身不易夹持
ＦｏｍａｒｔｉｏｎｉｎＬｏｓｔＦｏｍａＣｓｔａｉｎｇｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙｓ【Ｊ］．ＪＭａｔｅｒ
Ｓｃｉ，２００６，４１：２３７３ — ２３７９．
孔海旺，王学锋
（太原科技大学，山西太原
摘
０３００２４）
要：以ＡＺ３１Ｂ变形镁合金为研究对象，采用ＣＯ：气保激光焊接技术，对ＡＺ３１Ｂ镁合金激光焊接接头的

研究激光焊接镁

研究激光焊接镁 - 稀土合金，镁第三届0.2Zn-0.4Zr毫克的镁稀土合金的焊接工艺第三届-0.2Zn-0.4Zr（NZ30K）进行了研究，使用15千瓦的高功率CO2激光，典型焊接接头的微观结构和性能进行了分析和测试。

根据焊接接头的硬度测试，没有软化区。

熔合区的微观结构由一个镁相和B相（Mg12Nd）。

结果表明，镁稀土合金NZ30K，可与高功率激光加入焊接接头具有良好的性能。

1。

简介今天，镁合金是众所周知的，因为环境友好型，重量轻，节能作为二十一世纪绿色工程材料，并满足可持续发展的要求。

因此，镁合金在汽车，电子，航空航天，和其他领域（参考1，2）越来越多地采用。

稀土元素和性能独特的电子结构，近年来稀土元素已被广泛用于合金材料。

由于优异的性能，许多研究人员一直在对镁稀土合金的重点。

已被越来越多的镁罕见的地球合金开发和应用（编号3-5）。

已开发一种新的镁稀土合金NZ30K，稀土元素钕（Nd）合金，研究人员调查的微观结构和力学性能以及NZ30K合金的腐蚀行为（参考文献6，7）。

它可以作为交通运输体系的组成部分，在汽车零部件，汽车发动机支架（参8）。

，但是，它很难获得高质量的焊接接头，由传统的焊接方法。

高功率CO2激光可降低镁合金焊接缺陷，因为其独特的优势。

有大量的激光焊接的常规镁合金（编号9-11）研究。

然而，厚的铝镁合金板和镁稀土合金的激光焊接技术的研究是相当less.In这篇文章中，微观结构和性能厚的镁稀土合金的焊接接缝，使用高功率CO2激光进行了调查。

2。

实验材料与方法实验材料是热轧镁稀土合金NZ30K，这是由稀土元素钕元素锌（Zn）和锆（Zr）的合金。

其化学成分在表1微观结构的贱金属上市（BM）是在图所示。

1。

可观察到一个没有明显的晶界的热轧带钢组织。

测试样本的大小是150× 50 ×9.5毫米。

一个最大输出功率为15千瓦的CO2激光源（TRUMPFTLF15000T）。

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。

基于激光-TIG复合焊接镁合金AZ31B焊接工艺探讨

基于激光-TIG复合焊接镁合金AZ31B焊接工艺探讨摘要：镁合金有着密度小、比强度高、散热性好等诸多优点。

因此，在现代生产生活中，镁合金发挥着重要的作用。

由于镁元素比较活跃，一般情况下镁合金都有着容易氧化燃烧的缺点。

这就为镁合金的焊接提出了挑战。

因此，在镁合金的焊接中经常应用到TIG焊接技术。

激光焊接是现在广泛应用于金属焊接的一种高精度焊接方法，对于现代精密仪器的生产有着重要的意义。

为了将激光焊接应用到镁合金焊接中，本文通过分析激光焊接与TIG焊接复合使用的可行性和方法，对镁合金AZ31B的焊接技术革新进行了分析探讨。

这些研究对焊接技术的发展和镁合金的应用有着重要的意义，有很好的现实价值。

关键词：激光焊接；TIG焊接；镁合金引言金属镁是一种化学性质比较活泼的物质，在正常环境下容易发生氧化、燃烧等多种化学反应。

如果在镁金属中加入一定量的其它金属元素，例如铝、锌、锰等，则会产生一种低密度、高比强度、承载能力好的合金，即为镁合金。

凭借着自身的诸多优点，镁合金被广泛应用在航天、运输、化工等方面。

在现代金属加工工艺中，焊接是一种比较常见的加工方式。

由于镁元素的特性，利用常规高温焊接的方法很难实现对镁合金的焊接加工。

因此，现阶段镁合金的焊接加工通常采用了TIG焊接（钨极惰性气体保护焊）的加工方式。

为了将镁合金更好地应用航天等领域，我们需要将高精度的激光加工引入到镁合金焊接加工中。

由于激光会产生很高的温度。

因此，要利用激光实现对镁合金的焊接，需要与TIG焊接复合使用。

本文拟通过镁合金AZ31B作为例子，研究探讨激光-TIG复合焊接在镁合金焊接中的应用。

一、激光-TIG复合焊接与镁合金AZ31B激光焊接是现代高精度加工中常见的一种焊接方法。

由于激光焊接在工作的过程中会产生极高的温度，在部分易氧化燃烧金属中的应用受到一定的限制。

因此，对于此类金属的激光焊接通常采用了激光焊接与TIG焊接复合工作的方式。

1.1 激光-TIG复合焊接激光焊接的工作原理是利用高能量密度的激光束作用于加工点，使其满足焊接的要求。

镁合金焊接技术研究

１镁合金的焊接方法
镁合金的焊接方法很多，钨极氩弧如
提高。光焊接变形小，且接头强度几乎影响的污染源。需要特殊的焊接电源和激而不适焊、电子束焊、光焊接等，面分别介绍与基体相当，当地调整工艺参数可消除填加焊接材料，激下因此是一种节能、低耗的焊镁合金的焊接现状。空洞及穿透现象。激光器一般都比较小，接方法。但由于是固相焊接工艺，热温度较加
Ｉ１钨极氩弧焊．镁合金表面对激光束的吸收率很低，熔低，接热影响区显微组织变化小，后的深焊焊钨极氩弧焊是目前广泛采用的焊接镁焊时存在问题，工艺上有一定的难度。对在同残余应力和变形非常小，于薄板镁合金合金方法，弧焊本身具有焊缝成型良好、时，光焊生产工艺较复杂，本亦较高这焊后基本不变形。缝力学性能对外界不氩激成焊
生焊接裂纹、后变形等缺陷。外，极焊另钨氩弧焊的焊接参数对接头影响较大，电流太小或太大都会在焊缝处产生一定的缺陷。镁合金钨极氩弧焊的焊接接头组织在应用潜力的一种方法，于机械化程度及属生产率较高的焊接方法。阻点焊时熔核电镁合金在工业上的大量使用，得镁使合金的连接技术成为解决镁合金应用的迫

变形镁合金AZ31B的激光焊接工艺研究

变形镁合金AZ31B的激光焊接工艺研究发布时间：2021-03-12T03:17:34.579Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年25期作者：王涛[导读] 变形镁合金是相比于铸造镁合金具有更大的发展潜力，通过材料结构的控制、热处理工艺的应用，变形镁合金可获得更高的强度、更好的延展性和更多样化的力学性能，从而满足多样化工程结构件的应用需求。

变形镁合金往往需要加热到一定温度并通过挤压、轧制及锻造等热成形技术加工而成。

聊城市三优装饰工程有限公司山东聊城 252000摘要：变形镁合金是相比于铸造镁合金具有更大的发展潜力，通过材料结构的控制、热处理工艺的应用，变形镁合金可获得更高的强度、更好的延展性和更多样化的力学性能，从而满足多样化工程结构件的应用需求。

变形镁合金往往需要加热到一定温度并通过挤压、轧制及锻造等热成形技术加工而成。

关键词：镁合金AZ31B；激光焊接；工艺研究1 镁合金的特点1.1 变形镁合金主要用来生产镁合金板、挤压件、锻件等，主要用于结构件变形镁合金的力学性能与加工工艺、热处理状态等关系很大的，变形镁合金，一般通过熔铸以后取得坯料，将坯料通过挤压、轧制、锻造等工艺，进行变形而获得的型材、管材、板材和零件，因而取名变形镁合金。

对于镁合金来讲化学成分的不同，力学性能就差异很大，比如AZ31与AZ61很大的差别，一般情况下，含AL高则其强度大，但其延展率较低。

热处理，镁合金在变形加工前要进行均质化处理，消除内应力，便于加工。

1.2 镁合金的优势镁合金是目前工业用金属材料中最轻的合金，同时具有良好的抗振和降噪能力，在汽车驱动和传动部件上应用镁合金可以很好地吸收因震动产生的能量，起到减震效果。

镁合金还具有很好的抗干扰能力，可以屏蔽电磁引起的干扰。

镁合金具有良好的铸造性能和切削加工性能，镁合金的熔点比铝合金要低，镁合金的融化潜热低，在铸造过程中，镁合金充型性好，凝固速度快，非常适合铸造薄壁零件，在熔化再回收过程中消耗的能量也比较少，所以镁合金还具有良好的可回收性能。

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。

镁合金焊接技术的研究现状

镁合金焊接技术的研究现状引言：镁合金作为一种轻质高强度材料，具有良好的机械性能和导热性能，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

然而，由于其低熔点和高活性，镁合金的焊接困难度较大。

因此，针对镁合金焊接技术的研究一直是材料科学领域的热点之一。

本文将介绍当前镁合金焊接技术的研究现状。

一、镁合金焊接技术的分类根据焊接方式的不同，镁合金焊接技术可以分为熔化极气体保护焊接（GTAW）、电弧焊（GMAW）、激光焊接、摩擦焊接和爆炸焊接等多种方法。

每种焊接方法都有其特点和适用范围，需要根据具体情况选择合适的焊接技术。

二、熔化极气体保护焊接技术熔化极气体保护焊接技术是目前应用最广泛的镁合金焊接方法之一。

该方法通过在焊接过程中使用惰性气体保护焊缝，防止氧化和热裂纹的生成。

同时，还可通过调节焊接电流和电弧稳定性来控制焊接质量。

然而，由于镁合金具有高热导率和低熔点，焊接过程中易产生飞溅和气孔等缺陷。

因此，如何提高焊接质量仍然是熔化极气体保护焊接技术研究的重点。

三、电弧焊技术电弧焊技术是一种常用的镁合金焊接方法。

通过在焊接过程中使用电弧加热，将填充材料熔化并与基材相融合。

电弧焊技术具有高效、快速的优点，适用于大批量生产。

然而，由于镁合金容易氧化和热裂纹，需要在焊接过程中采用合适的保护措施，如惰性气体保护和预热等。

四、激光焊接技术激光焊接技术是一种高能量密度焊接方法，适用于焊接镁合金薄板。

激光束的高能量密度可以快速加热和冷却焊接材料，从而实现高质量的焊接。

此外，激光焊接还具有无接触、焊缝精细、热影响区小等优点。

然而，激光焊接设备价格昂贵，不适用于大规模生产。

五、摩擦焊接技术摩擦焊接技术是一种固态焊接方法，适用于焊接镁合金板材和异种金属。

该技术通过加热和挤压来实现焊接接头的形成。

摩擦焊接具有焊缝无裂纹、无气孔、无热影响区等优点，适用于高强度和高密度的焊接。

然而，摩擦焊接设备复杂，操作要求高，需要进一步研究和改进。

六、爆炸焊接技术爆炸焊接技术是一种高能量焊接方法，适用于焊接厚板和复杂形状的零件。

变形镁合金az31b的激光焊接工艺研究

变形镁合金az31b的激光焊接工艺研究变形镁合金AZ31B是一种轻质高强度的材料，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

激光焊接是一种高效、高精度的焊接方法，已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。

本文将探讨变形镁合金AZ31B的激光焊接工艺研究。

一、变形镁合金AZ31B的特性变形镁合金AZ31B是一种轻质高强度的材料，具有以下特性：1.密度小，比重仅为1.78g/cm³，是钢的1/4，铝的2/3。

2.强度高，比铝合金强度高，比钢的强度略低。

3.耐腐蚀性好，具有良好的耐腐蚀性能。

4.加工性好，易于加工成各种形状。

二、激光焊接的原理激光焊接是一种高能量密度的焊接方法，其原理是利用激光束的高能量密度将焊接材料加热至熔化或汽化状态，然后通过表面张力和毛细作用力使其形成焊缝。

激光焊接具有焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等优点。

三、变形镁合金AZ31B的激光焊接工艺研究1.激光焊接参数的选择激光焊接参数的选择对焊接质量有着重要的影响。

在变形镁合金AZ31B的激光焊接中，应选择合适的激光功率、焊接速度、焊接距离、焊接角度等参数。

一般来说，激光功率应适当提高，焊接速度应适当降低，焊接距离应适当缩小，焊接角度应适当调整，以保证焊接质量。

2.激光焊接过程中的保护气体激光焊接过程中，应使用适当的保护气体，以避免氧化和污染。

一般来说，氩气和氮气是常用的保护气体。

氩气可以有效地保护焊接区域，防止氧化和污染，但其成本较高；氮气成本较低，但其保护效果不如氩气。

3.激光焊接后的处理激光焊接后，应对焊接区域进行适当的处理，以消除焊接应力和变形。

一般来说，可以采用热处理、冷却等方法来消除焊接应力和变形。

四、结论变形镁合金AZ31B的激光焊接工艺研究是一个重要的课题，其焊接质量直接影响到产品的质量和性能。

通过选择合适的激光焊接参数、保护气体和处理方法，可以有效地提高焊接质量和效率，为现代制造业的发展做出贡献。

镁合金表面激光熔覆研究现状

镁合金表面激光熔覆研究现状摘要：镁合金作为一种轻量化金属材料，其强度与刚度相对较低，难以在高强度和高刚度的应用领域中发挥作用。

通过表面激光熔覆技术，可在镁合金表面形成高强度和高刚度的复合涂层，提高其力学性能和耐蚀性能，帮助镁合金在航空、汽车、轨道交通等领域得到更广泛的应用。

本文综述了镁合金表面激光熔覆技术的基本原理、研究方法、熔覆涂层结构和性能，并分析了该技术在镁合金领域中的研究现状与发展趋势。

关键词：镁合金；表面激光熔覆；复合涂层；力学性能；耐蚀性能正文：1.引言随着工业和科技的发展，轻量化材料在航空、汽车、轨道交通等领域的需求越来越高。

镁合金作为一种重要的轻量化金属材料，具有密度小、强度高、刚度低等优点，已经广泛应用于航空、汽车、电子、医疗器械等领域。

但是，由于其自身的缺陷，在一些高强度和高刚度的应用场合中难以发挥其作用。

因此，如何提高镁合金的力学性能和耐蚀性能是当前研究的热点之一。

表面涂层技术是一种有效的方法，可以在材料表面形成具有特定性能的涂层。

表面激光熔覆技术是目前应用比较广泛的一种表面涂层技术，其基本原理是利用高功率密度的激光束将涂料粉末熔化并喷射到被涂覆的基材表面，形成具有特定结构和性能的复合涂层。

2.表面激光熔覆技术的基本原理表面激光熔覆技术是一种热加工方法，其基本原理是利用激光的高功率密度对涂料粉末进行熔化，喷射到被涂覆的基材表面，形成复合涂层。

激光熔覆过程中，涂层粉末在瞬间受到高温和热流冲击，瞬间熔化并迅速冷却，形成了具有特定结构和性能的复合涂层。

3.表面激光熔覆技术的研究方法表面激光熔覆技术的研究方法主要包括实验研究和数值模拟两种方法。

实验研究主要通过建立实验平台，采用特定的涂料粉末和激光参数，制备出具有不同结构和性能的复合涂层，并对其力学性能和耐蚀性能进行测试和分析。

数值模拟方法则通过建立熔覆数值模型，对激光熔覆过程进行仿真计算，得到复合涂层的形貌和内部结构，进而分析其性能。

AZ91镁合金的YAG脉冲激光焊接性研究

华中科技大学硕士学位论文AZ91镁合金的YAG脉冲激光焊接性研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：***20090522华中科技大学硕士学位论文摘要镁合金具有质量轻、刚性好、耐蚀性好、尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收的特点，并且来源广泛，原料的生产成本低，在航天航空、便携式电子产品、汽车等行业得到广泛的关注。

新材料的应用离不开连接技术，本文对镁合金的YAG脉冲激光焊接性作了研究。

本文选择了的AZ91镁合金作为焊接母材，这种镁合金常用于制作电器产品的壳体。

采用YAG脉冲激光对其进行了焊接，通过试验，研究了脉冲激光工艺参数对焊接质量的影响；通过对焊缝形貌、微观组织、力学性能、组织成分的分析，研究了AZ91镁合金的可焊性；比较了AZ91镁合金单面和双面激光焊接中组织形貌、成分、硬度、缺陷的差异。

试验结果表明，随着脉冲激光电流强度、脉宽、频率的增大，焊缝正背两面熔宽都增加，而随着焊接速度的增大，正背焊缝熔宽均减小；焊缝硬度随电流强度增大而增加，随着到焊缝中心距离的增大而减小。

焊接过程中离焦量为零的时候能获得最好的熔化效率，并且截面形状也能满足要求。

通过选择合理的焊接工艺参数，YAG脉冲激光焊接AZ91镁合金能获得性能良好的焊接接头，焊缝中的组织主要是细小的等轴晶区，熔合线清晰，无明显的热影响区，缺陷较少，焊缝的显微硬度和抗拉强度都高于母材。

关键词：AZ91镁合金激光焊接焊接性华中科技大学硕士学位论文AbstractMagnesium alloy can be widely used in many aspects because of its considerable properties,such as low density,high specific intensity,corrosion resistance dimensional stability,wear-resistant recyclable,etc.It has been paid great attention in aerospace, portable electrical products,and automobile industry etc.The connection technology can greatly improve the application of the new material.This paper has studied the welding properties of magnesium alloy using YAG laser.AZ91magnesium alloy,which is made of the shells of electrical products,has been selected as welding material.YAG laser is used as welding equipment.Welding quality which is affected by laser parameters is discussed by orthogonal test.Welding properties of AZ91magnesium alloy is researched by the metallographic examination,texture and phase analysis,hardness test,stress-strain test,etc.And the differences of the weld,which contains texture and phase,composition,hardness and defects,in single layer welding and dual layers welding are compared.The result shows weld-width in two sides increases as the current,pulse-width,and frequency of laser increase.But it shrinks when velocity of welding increase.The hardness increases as the current increase,decreases when the length to the welding centre increases. The fusion efficiency is the best when the defocus amount is zero,meanwhile,the shape of the boundary is suitable.Good welding connections can be acquired by choosing proper parameters of YAG laser when welding.It has been seen that the major texture in weld is equiaxed grains;the fusion line is clear;no considerable heat-effect zone;less defects;the microscopy hardness and the specific intensity are higher than welding material.Keyword:AZ91magnesium alloy;Laser welding;Weldability独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。