镁合金的最佳焊接技术

    镁是所有结构用金属及合金材料中密度最低的,与其他金属结构材料相比,镁及镁合金具有比强度,比刚度高,阻尼减震性能优良,抗电磁干扰能力强,易于切削加工和铸造,价格低廉,可以回收再利用等一系列优点,在汽车,电子,电器,交通,航天,航空和国防军事工业领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景,是继钢铁和铝合金之后的第三类结构金属材料,被称之为'21世纪的绿色工程材料'.随着资源短缺和环境污染等社会问题的日益严重,镁及其合金逐渐受到重视,镁合金材料的研究也成为世界性的热点.目前应用于实际生产的多是铸件,特别是压铸镁合金.镁合金的焊接生产还不成熟,这是因为镁合金熔点低,热导率和线膨系数大,焊接过程中会出现裂纹,气孔,塌陷,烧穿以及焊后变形大等缺陷,使得采用传统的熔焊方法难以获得理想的焊缝,这在一定程度上限制了镁合金的应用.而搅拌摩擦焊是一种新型的固相焊接工艺,它是1991年由英国焊接研究所发明，焊接技术克服了传统熔焊工艺焊接镁合金时出现的问题,为镁合金焊接提供了一条极具发展潜力的途径.国内已有应用焊接铝合金的研究,并取得了一定的成果.搅拌摩擦焊的基本原理摩擦焊是在外力作用下,利用焊件接触面之间的相对摩擦和塑性流动产生的热量,使接触面及其附近区域金属达到黏塑性状态并产生适当的宏观塑性变形,然后通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶完成焊接,是一种固相焊接方法.但是传统的摩擦焊主要用于焊接回转形零件,其应用受到了一定的限制.搅拌摩擦焊是英国焊接研究所提出的专利焊接技术,它是基于摩擦焊接技术新近开发的一种固相焊接技术,其原理是把对接工件通过夹具夹紧,防止其在焊接过程中松开.一个带有搅拌针的搅拌头旋转并缓慢插入对接板材的焊缝处,搅拌针接触工件表面后快速摩擦产生摩擦热,使接触点材料温度升高,强度降低.搅拌针在外力作用下,不断顶锻和挤压接缝材料两边的材料,直至压肩紧密接触工件表面为止.此时,搅拌针和压肩旋转产生的摩擦热使其周围形成大量的'塑化层'.当搅拌针和工件相对移动时,在搅拌针周围和旋转方向上产生的机械搅拌和顶锻作用下,搅拌针前沿已经塑化的材料被移送到搅拌针后沿.这样,搅拌针沿着接缝前进时,搅拌头前沿的对接接头表面被摩擦加热至超塑性状态.！搅拌摩擦焊作为一种新型的固相连接技术,具有普通摩擦焊技术和熔焊工艺所不具有的优点,主要表现在以下几个方面:
　　1、搅拌摩擦焊是在材料的塑性状态下实现的，产品焊缝金相一致性高，焊缝无热裂纹、无夹杂、无气孔等熔焊缺陷。
　　2、搅拌摩擦焊利用自动化的机械设备进行焊接，避免了对操作工人技术熟练程度的依赖。实现了全位置焊接自动化。
　　3、搅拌摩擦焊焊前无需对铝合金氧化层做特殊处理，也不需开破口，焊接过程中不需要填充材料和保护气，简化了焊接工序。
　　4、搅拌摩擦焊焊接过程不会产生烟尘、飞溅、紫外线及电磁辐射，实现了焊接过程的环保化。
　　5、搅拌摩擦焊的焊缝残余应力低，基本无变形，焊缝属性接近母材，机械性能优异。提高了焊缝可靠性。
　　“中国搅拌摩擦焊中心”是TWI在中国地区（包括香港、澳门和台湾）唯一授权的搅拌摩擦焊专利技术合作伙伴。中心得到TWI授权负责搅拌摩擦焊技术在中国地区的技术开发、工程应用以及搅拌摩擦焊设备的研发、制造及销售；同时中心全权代表TWI在中国地区发授并管理搅拌摩擦焊专利技术二级许可，并负责中国市场搅拌摩擦焊技术的应用和监督。
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