【正文】 圖17 焊縫截面形貌8 熔化膠接焊焊接技術 針對目前對異種金屬材料連接技術的迫切需求，提出一種“熔焊膠接”（即膠焊）連接新技術。當電流為60A時，熔深增加比（活性焊絲的焊接熔深和普通焊絲的焊接熔深相比）可達300%以上。這種方法與普通TIG填絲焊接方法相比可以大幅提高鎂合金焊接的效率和熔深。 圖15無活性劑及涂敷活性劑的焊縫橫截面照片(a)未涂敷活性劑 (b)涂敷活性劑 鎂合金活性焊絲填絲焊接傳統(tǒng)的活性焊接技術將活性劑涂敷在焊接試件表面，存在不能填絲的缺點，故提出一種活性焊絲填絲焊接的方法，將活性劑涂敷在焊絲的表面，然后進行填絲焊接，如圖16所示。焊接鎂合金時，加入研發(fā)的活性劑后，交流TIG焊焊縫熔深明顯增加，如圖15所示。對焊接接頭進行拉伸測試得到的力學性能為剪切強度為170MPa。激光TIG復合熱源焊接過程中，位于上層的鎂板在激光束和TIG電弧的共同作用下熔化，位于下層的鋼板只在激光束作用下熔化。采用激光電弧復合熱源的焊接方法、選擇合適的過渡金屬可實現(xiàn)鎂、鋼異種金屬的有效連接。其晶格類型也不同，在液態(tài)下極難互溶，并且鎂和鋼不發(fā)生任何化學反應。鎂、鋼異種金屬連接存在很多問題。圖12 AZ31鎂合金與AZ6AZ91鎂合金低能耗激光電弧復合焊接接頭抗拉強度 鎂合金與鋼異種金屬的焊接鎂合金應用的主要推動力是在汽車工業(yè)中的應用，而鋼材是汽車中應用最為廣泛的材料之一。圖11為典型的異種鎂合金焊接接頭斷面形貌，可以看出AZ31側(cè)鎂合金的熱影響區(qū)比較窄，而AZ61和AZ91側(cè)的熱影響區(qū)比較寬，而且包括幾個不同區(qū)域，這主要與三種鎂合金含鋁量的不同以及低能耗激光電弧復合焊接工藝參數(shù)的選擇有關。 (a) 鎂合金薄板正面焊縫 (b) 鎂合金薄板背面焊縫圖10 鎂合金薄板激光TIG復合焊接焊縫表面形貌 異種鎂合金板材的焊接采用低能耗激光誘導增強電弧技術進行了異種鎂合金之間的焊接性研究，主要研究了AZ31與AZ61和AZ91的焊接工藝并分析了焊接接頭的微觀組織和力學性能。單面焊雙面成型，焊縫成形連續(xù)、美觀，如圖10所示。而對于1mm以下鎂合金薄板對接焊接的研究還很少，這一定程度上限制了鎂合金在特定場合的應用。焊接接頭的拉伸強度達到母材95%以上，疲勞強度與母材相當，能夠滿足車輛結(jié)構(gòu)件實際應用中對焊接接頭動、靜載荷的要求。試驗發(fā)現(xiàn)，激光電弧復合熱源焊接鎂合金焊縫成型良好，無氣孔、裂紋等缺陷。目前采用該技術已成功實現(xiàn)了鎂合金之間及鎂合金與異質(zhì)材料之間的優(yōu)質(zhì)高效連接，開發(fā)出了配套的鎂合金專用低能耗激光誘導增強電弧復合焊接設備及系列焊接材料。這種方法不僅提高了中厚度鎂合金板材的焊接質(zhì)量，還簡化了生產(chǎn)流程、提高生產(chǎn)了效率，適用于大批量生產(chǎn)。焊接接頭沒有明顯的熱影響區(qū)，焊縫組織均勻，晶粒細小，如圖5所示；經(jīng)測試焊接接頭拉伸強度達到母材的95%以上。采用變極性等離子弧焊接鎂合金時，可以在背面無墊板的情況下實現(xiàn)對接接頭的連接，具有熔深大、焊前準備少、焊接質(zhì)量高、工件變形小及焊道數(shù)目少等優(yōu)點。對焊接試件進行剪切試驗，結(jié)果表明SiC的加入改變了熔池的微觀組織，使金屬間化合物反應層厚度降低，焊縫的抗剪切拉伸性可達激光直接焊接的三倍以上。在相同激光功率條件下，焊接熔池橫截面宏觀形貌發(fā)生了改變。針對SiC的性質(zhì)及其在鎂、鋁復合材料中應用研究的基礎上，提出SiC作為中間層進行激光鎂鋁搭接焊工藝，將SiC顆粒作為中間層進行鎂鋁激光搭接焊，來達到提高鎂鋁焊接接頭性能的目的。造成這種結(jié)果的主要原因是兩種材料焊接時在熔池內(nèi)部形成了高硬度高脆性的金屬間化合物。研究表明，激光焊接對焊接工藝參數(shù)要求嚴格，同時鎂合金激光焊接過程中易出現(xiàn)裂紋、氣孔、熱影響區(qū)脆化和激光能量吸收率低等系列問題。焊接接頭熱影響區(qū)不明顯，無晶粒長大現(xiàn)象；焊縫區(qū)由細小的等軸晶組成，如圖2所示。4 激光焊接技術 同種鎂合金的激光焊接激光焊接作為一種先進的連接技術，具有速度快、線能量低、焊后變形小、接頭強度高等優(yōu)點，得到了人們極大的關注。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氬弧焊的焊縫表面成型較好，但接頭深寬比小、熱影響區(qū)寬且組織晶粒粗大，試樣的抗拉強度較低；激光焊接頭深寬比大、幾乎不存在熱影區(qū)、組織晶粒細小、基本無焊接變形，試樣的抗拉強度較高；激光一氬弧復合熱源焊接技術焊縫的表面成型接近氬弧焊，其深寬比及組織晶粒度接近于激光焊，且焊接變形小，接頭強度抗拉強度接近母材。本文對比分析鎂合金氬弧焊、激光焊及激光一氬弧復合熱源焊焊縫成犁、接頭組織和力學性能，探索高效、優(yōu)質(zhì)的鎂合金焊接工藝，為鎂合金的廣泛應用提供技術支撐。 根據(jù)現(xiàn)有焊接工藝存在的優(yōu)缺點，大連理工大學首次提出采用激光一電弧復合熱源焊接鎂合金工藝。由于鎂合金具有熔點低， 導熱率高，線膨脹系數(shù)高，表向張力小等特點，氬弧焊等傳統(tǒng)的焊接技術在高技術制造領域所占的比重日趨減少。良好的連接是簡化產(chǎn)品設計、降低產(chǎn)品成本的有效措施之一，連結(jié)技術的發(fā)展程度將直接影響鎂合金的廣泛應用。加快鎂合金應用與產(chǎn)品制