鎂合金焊接工藝——電子束焊接

電子束焊是指利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化實現焊接。真空電子束焊是應用最廣的電子束焊。

電子束具有能量密度高、穿透力強、焊接速度快、熱輸入少、焊道寬度和熱影響區窄、熔深大、變形小、焊縫純度高等優點。焊接鎂合金時，電子束下會立即產生鎂蒸氣，熔化的金屬會立即進入生成的氣孔。由于鎂合金熔點低、蒸汽壓高，鎂合金的孔徑比其他金屬大。焊縫根部易形成氣孔。因此，需要一套精確的操作技術來防止氣孔和過熱。焊接過程中電子束的周向擺動和對焦位置的調整有利于消除氣孔，獲得高質量的焊縫。此外，在焊縫周圍預先定位均勻的填充金屬，并在背面使用緊密結合的背襯，可以減少氣孔。通過添加焊絲，可以使焊縫不產生收縮、氣孔等缺陷。接頭的靜載強度可與母材相當，其耐腐蝕性能甚至優于母材。電子束焊接（EBW）通常在真空室中進行，但鎂合金焊接過程中金屬的揮發嚴重污染了真空室，限制了其應用，而且實際應用實例較少。以AZ31鎂合金為例進行了焊接試驗，結果表明焊接效果良好。一些研究表明，非真空電子束可以用于鎂合金的焊接。對于AZ31變形鎂合金、AM50A和AZ91D鑄造鎂合金，采用適當的焊接工藝可獲得良好的接頭。相對較高的能量密度使焊接速度高達15 m/min，熱輸入少，焊接效率高。非真空電子束焊接可以獲得良好的焊縫成形，有利于提高接頭的疲勞強度速。高、高效、自動化程度高的非真空電子束焊接方法有望為鎂合金結構件的廣泛應用提供保證。

焊接工藝參數對電子束焊縫形狀影響很大，尤其是電流對焊縫形狀的影響。隨著電流的增大，焊縫寬度和熱影響區也增大。一些研究表明，AZ91D合金采用了不同的焊接方法。電子束焊接接頭的力學性能最高，高于母材。這主要是由于焊接區和窄熱影響區的晶粒非常細小。

電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形量小的優點而廣泛應用于航空航天、原子能、國防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業。