鎂合金焊接工藝---鎢極氬弧焊

鎢極惰性氣體保護焊和熔化極惰性氣體保護焊是鎂合金常用的焊接方法。此外，鎂合金還可以通過電阻點焊（RSW）、摩擦焊（FW）、攪拌摩擦焊（FSW）、激光焊（LBW）和電子束焊（EBW）進行焊接。由于鎂的比熱容小，熔化潛熱大，焊接所需的輸入熱量小，焊接速度快。在大多數情況下，鎂合金零件可以通過熔焊進行焊接，如電弧焊、激光焊接、電子束焊接和氣焊。

鎢極氬弧焊（TIG）是鎂合金最常用的焊接方法。在惰性氣體保護下，用電弧熔化母材，填充金屬。直流電源焊接應采用反極性連接，以破壞陰極霧化的效果，去除母材表面的氧化膜，減少或防止焊縫中的氧化物夾雜。氬弧焊熱影響區的尺寸和變形較小，焊縫的力學性能和耐腐蝕性也較高。

TIG焊可以焊接鎂合金，也可以不焊接填充金屬。由于電極和填充絲是獨立的，可以克服MIG焊標準尺寸窄的缺點，在各種工藝條件下均能穩定焊接。因此，TIG焊在鎂合金焊接中的應用比MIG焊更為廣泛，尤其適用于鎂合金板的焊接。然而，由于鎂合金的熱膨脹系數高，容易產生焊接裂紋和焊后變形，因此需要夾具、坡口處理、焊前和焊后熱處理，以確保獲得良好的焊接接頭。結果表明，采用TIG法焊接AZ31B鎂合金板存在波形變形、焊后偏移、焊瘤、外觀“坑”現象和電弧坑裂紋等缺陷。通過調整焊接順序，選擇大電流、快速焊接和剛性固定，可獲得較好的焊接接頭，接頭強度可達到母材的80%以上。

對于鎂合金厚板的焊接，為了獲得更大的熔深，許多研究集中在活性鎢極氬弧焊（A 2 TIG）上。該方法是在待焊數據的表面涂上一層二氧化鈦或氯化物（LiCl、CaCl2、CCl2、PbCl2、CeCl3），然后進行焊接，使焊縫的熔透量是常規TIG焊接的兩倍。接頭的微觀組織與未涂層的TIG焊沒有顯著差異。焊縫熔合良好，無裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。其原理是通過添加激發劑提高電弧電壓和溫度，在焊接方向增加電弧寬度，使焊接過程中的熱輸入隨熱流的從頭分布而增大。

鎂合金TIG焊一般采用通訊焊機或電流強度可調的直流焊機。其選擇主要取決于母材合金的成分、板料的厚度以及背面是否有緩沖板。焊接薄板時，可選用通訊或DCEP電源；焊接厚度大于418 mm的鎂合金時，由于熔深的原因，通訊焊機占主導地位。另外，在選擇通訊焊接時，為了穩定電弧，通常會增加高頻脈沖電流，但如果選擇方波通訊電流，則不需要高頻電流，會產生強烈的陰極霧化效應。

電極的選擇主要取決于所用電源的類型和焊接電流的大小。一般而言，鎢極氬弧焊常用純鎢極、鋯鎢極和釷鎢極，鎢極厚度為0.25～6.35 mm。