鑄造鎂合金A-TIG多層補焊工藝研究.pdf

1、鎂合金密度小、比強度高、抗震好且電磁屏蔽性能優(yōu)異，因而在航空航天、汽車、3C（計算機、通訊和消費電子）等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。產(chǎn)品在使用鎂合金部件以后可大幅減輕重量，實現(xiàn)高性能的要求。雖然變形鎂合金的物理、機械性能優(yōu)于鑄造鎂合金，氣孔、裂紋等缺陷也比鑄造鎂合金少，但是變形鎂合金的成本過高，限制了其在工業(yè)方面的應(yīng)用。所以，鑄造鎂合金在工業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛。鑄造鎂合金在生產(chǎn)和加工過程中容易產(chǎn)生各種類型的缺陷，常見的鑄造缺陷有縮孔、偏析、氣孔、夾

2、渣、裂紋等，這些缺陷過多則使鑄件報廢，不僅造成了鎂資源的浪費還影響生產(chǎn)進度，而對有缺陷的鑄件進行補焊可極大地降低工廠的生產(chǎn)成本、保證生產(chǎn)進度。
　　目前鑄造鎂合金部件的補焊方式大致分為兩種:一種是工廠中普遍應(yīng)用的鎢極氬弧焊（TIG焊），另一種是激光焊。但是TIG補焊鎂合金有熔深淺、補焊效率低、焊接后氣孔傾向大、易出現(xiàn)裂紋等方面的問題;激光焊補焊鎂合金的成本高、熔深淺、對裝配的要求高，一般只用于薄壁型鑄件。而活性鎢極氬弧焊（A-TI

3、G焊），與TIG焊相比，具有大幅提高熔深、減少焊接裂紋等優(yōu)點，因此人們把A-TIG用于補焊鑄造鎂合金。當缺陷到工件表面距離在4mm以內(nèi)時，用A-TIG不開坡口即可一次性補焊成功，但是當缺陷到工件表面距離在4mm以上時，則需要開坡口進行多層補焊。本文研究了鑄造鎂合金A-TIG多層補焊工藝。
　　研究結(jié)果表明，采用高效、低能耗的A-TIG多層補焊可以實現(xiàn)鑄造鎂合金ZM5板材的優(yōu)質(zhì)補焊。補焊厚度為6mm的板材時，在焊接參數(shù)均相同的情況下

4、，使用A-TIG多層填絲補焊的焊縫熔深比TIG增加一倍。在焊接速度、送絲速度、坡口尺寸均一致的情況下，焊透6mm厚的板材，TIG多層填絲補焊所用電流為180A，而A-TIG補焊所用電流僅為120A，與TIG焊相比，采用A-TIG補焊接頭焊縫區(qū)的晶粒更加細小，接頭微觀裂紋大幅減小。采用A-TIG進行多層補焊可降低接頭中Al元素的燒損和偏聚，使Al元素的分布更加均勻，提高了接頭的機械性能。
　　為了探究鑄造鎂合金A-TIG多層補焊過程

5、中，活性劑對焊接熱循環(huán)的影響以及活性劑增加熔深的原理，本論文采用在焊接板材背面鉆孔的熱電偶測量方式，分別測得TIG和A-TIG補焊過程的熱循環(huán)曲線。結(jié)果表明，在同樣的焊接參數(shù)下A-TIG補焊接頭的熱循環(huán)曲線的峰值溫度高于TIG; A-TIG焊在母材縱向方向上傳遞的熱量更多、熔深增加，A-TIG焊接頭熱循環(huán)得到改善，進而使接頭的組織得到改善。分別拍攝了TIG與A-TIG的電弧形態(tài)，發(fā)現(xiàn)活性劑起到了收縮電弧的作用，尤其當交流電處于負半波時，