铸造镁合金的焊接修复技术研究现状及发展方向

镁的密度为1.74 g/cm~3,是铝密度的2/3,具有铸造性好、比强度高的特点,可以在减轻结构质量方面发挥重要作用,铸造镁合金被广泛应用于航空航天、汽车等领域的重要机械零件。尤其是在铸造镁合金中添加稀土元素,可进一步提升镁合金的室温强度和高温蠕变性能,以满足更多领域的应用需求,进一步扩大镁合金的应用。镁合金在铸造过程中不可避免会产生铸造缺陷,为保障铸造镁合金构件的可靠性,针对铸造镁合金缺陷的焊接修复技术具有切实的工程意义。从铸造镁合金缺陷修复的实际需求出发,结合镁合金独特的物理特性及焊接性,国内外学者针对铸造镁合金缺陷的焊接修复技术展开了研究。钨极氩弧焊具有成本低、操作简单、适用性强的特点,在铸造镁合金的焊接修复中应用最广,为保证焊接质量,需要从缓慢冷却、控制热输入等方面制定严格的焊接工艺;冷金属过渡焊接可实现焊接过程的精确控制,从而提高熔化极气体保护焊焊接镁合金的焊缝质量;激光焊具有能量密度高度集中的特点,获得的焊接接头具有较小的热影响区,但需制定合理的工艺参数以避免焊接缺陷的产生;搅拌摩擦焊可较好地完成铸造缺陷修复,但由于构件复杂结构的影响,在铸造镁合金焊接修复中的应用受限。另外,脉冲激光焊、电子束焊、钎焊、扩散焊及复合焊接方法均在镁合金的焊接中有所应用,但在铸造镁合金的焊接修复中尚未见实际应用。然而,由于铸造镁合金特殊的物理性质和焊接性,以及待修复构件的复杂结构,已进行的铸造镁合金缺陷焊接修复技术仍存在许多局限性,亦缺乏深入系统的理论研究。为了有效解决铸造镁合金的实际修复工程问题,无论是该类铸造镁合金焊接修复技术,还是关于修复技术的系统化研究,都需要大量的探索性工作。本文简述了铸造镁合金的应用及其焊接性,重点介绍了钨极氩弧焊、冷金属过渡焊接、激光焊、搅拌摩擦焊在铸造镁合金焊接修复中的应用,讨论了目前铸造镁合金焊接修复技术存在的问题和未来的发展,为实现焊接修复区组织与性能更加可控的智能修复技术提供参考。     

镁合金焊接研究现状

近年来,随着镁合金在交通运输、航空航天、3C等领域的广泛应用,焊接技术成为制约其应用的瓶颈。本文针对镁合金的特点及焊接性进行了分析,对钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护焊、激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊在镁合金焊接中的研究现状进行了介绍,并对镁合金焊接未来的发展方向进行了展望。     

镁合金焊接方法的研究现状及展望

镁合金发展前景广阔,但焊接性差限制了其应用.概述了镁合金各种焊接方法的优点、缺点以及发展现状.重点介绍了镁合金最有前途的固相连接方法--搅拌摩擦焊,并展望了镁合金搅拌摩擦焊的应用前景.指出搅拌摩擦焊是镁合金最好的连接工艺,应深入研究.     

镁合金焊接热裂纹的研究进展

镁合金具有很高的使用价值,在工程工业中得到了广泛应用。镁合金零部件的补焊工艺可以实现镁合金铸造缺陷的补救,加强镁合金的耐用性与安全性,减少不必要的浪费与安全隐患。但由于镁合金自身的焊接特性,在补焊过程中或焊补后常会形成热裂纹,严重影响镁合金使用性。结合近几年镁合金常见的补焊工艺,重点介绍了镁合金TIG焊、激光焊、搅拌摩擦焊和电阻点焊的补焊情况。同时,介绍了影响镁合金焊接热裂纹形成的因素。     

有色合金A-TIG焊研究现状

活性化TIG焊(A-TIG焊)可以用于焊接不锈钢、碳钢、铝合金、镁合金、钛合金和镍基合金等材料。根据国内外关于A-TIG焊接技术研究、发展及应用的实际情况,综合论述了A-TIG焊接技术这一新型焊接方法在铝合金、镁合金、钛合金和镍基合金焊接领域中的研究现状。     

AZ33M变形镁合金激光焊接接头的组织和性能研究

目的研究AZ33M变形镁合金激光焊接工艺及焊接接头的组织和性能。方法通过对2 mm厚AZ33M变形镁合金板材进行激光焊接,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能试验机等研究了焊接接头的微观组织、物相组成、元素分布、力学性能,并研究了焊后均匀化处理对接头组织及性能的影响。结果焊接接头的焊缝边缘晶粒形态以柱状晶为主;焊缝中含有α-Mg, Mg_(17)Al_(12), MgZn,MgZn_2,Mg_7Zn_3等5种物相。结论通过调整焊接功率、焊接速度和离焦量可以获得力学性能与母材基本一致的焊接接头;中等功率焊接的焊接接头抗拉强度均能达到母材的95%以上,该变形镁合金焊接性能较优异。     

钛合金激光焊研究现状与展望

钛合金具有比强度高、高温下耐腐蚀性能优异、电化学相容性优良等优点,在航空航天、石油化工、生物医药等领域获得大量应用。对于钛合金的焊接以电子束焊、等离子弧焊、钨极氩弧焊、激光焊等焊接方法为主。激光焊具有能量密度大、焊接变形小、焊接热影响区小、单道焊接熔深大、不需要真空条件等优点,在钛合金焊接领域具有广阔的发展前景。国内外相关学者针对钛合金激光焊接技术开展了大量研究,也取得了大量研究成果。通过对这些研究成果和研究进展进行总结,可以进一步促进对钛合金激光焊的研究。本文从钛合金薄板激光焊、钛合金厚板激光焊、钛合金激光复合焊、钛合金活性激光焊、钛合金异种材料激光焊五个方面总结了钛合金激光焊最新的研究进展和取得的成果,指出当前研究存在的问题,并对未来的研发方向进行了展望。     

浅谈水下激光焊自动化修复工艺

伴随着迅速发展的现代焊接技术,水下激光焊自动修复工艺必然拥有非常广阔的应用前景,研究部门只有积极不断的探索,才能推动水下激光焊自动修复技术的创新发展。本文主要分析了激光焊接技术工艺参数,水下激光焊技术原理及特点,水下激光焊接自动化修复工艺的应用及测试。     

镁合金搅拌摩擦焊技术的研究进展

搅拌摩擦焊技术是近十几年发展起来的，适合于低熔点合金的一种新型焊接方法。由于镁合金具有密度小、比强度高、尺寸稳定性好等特点，目前镁合金的搅拌摩擦焊已经引起了越来越多的关注。综述了国内外镁合金搅拌摩擦焊接技术的研究现状，包括镁合金与同种及异种合金的连接技术，并展望了镁合金搅拌摩擦焊技术的发展趋势。     

电弧电流对AZ31B/DP980激光诱导电弧焊接接头成形及力学性能的影响

采用激光诱导钨极惰性气体保护(tungsten inert gas, TIG)电弧焊接技术,在未添加任何夹层和镀层的条件下,通过优化工艺,获得了AZ31B镁合金和DP980高强钢高质量搭接焊接头,重点研究TIG电弧电流对焊接接头成形和力学性能的影响规律。结果表明：电弧电流的增大会提高镁合金在高强钢的润湿铺展能力,提升焊缝宽度的同时减小润湿角。镁合金/钢焊接接头的最大拉伸载荷随着电弧电流的增大先升高后降低,接头断裂模式由沿界面断裂转变为沿焊缝断裂。当TIG电流为80 A、激光功率为350 W时,焊接接头最大平均拉伸载荷达到279 N/mm。焊缝宽度和界面层厚度的增大以及激光匙孔的钉扎作用共同提升了镁合金/钢的接头性能。     

TiNi形状记忆合金连接技术的研究进展

TiNi形状记忆合金具有很多优异性能,在航空航天、原子能、海洋开发、仪器仪表以及医疗器械等领域具有广阔的应用前景,而TiNi形状记忆合金的连接技术是其实用化的关键技术之一.综述了TiNi形状记忆合金连接技术的发展现状,重点评述了TiNi形状记忆合金激光焊、固相焊和钎焊的研究状况,指出了需要深入研究的问题.     

A review: Hot topics on magnesium technology in China

Magnesium alloys have wide applications in automobiles, aerospace and so on due to many advantages, while a number of undesirable properties including poor corrosion resistance, inferior creep resistance and bad plastic processing ability have hindered their applications. Creep-resistant magnesium alloy design, plastic processing of magnesium alloys and rapid solidification processing of magnesium alloys have become the hot topics in magnesium technology. Other than these, surface modification as well as laser beam welding are also involved. The research progress and development in magnesium technology in China are reviewed in the paper.     

A review: Hot topics on magnesium technology in China

Magnesium alloys have wide applications in automobiles, aerospace and so on due to many advantages, while a number of undesirable properties including poor corrosion resistance, inferior creep resistance and bad plastic processing ability have hindered their applications. Creep-resistant magnesium alloy design, plastic processing of magnesium alloys and rapid solidification processing of magnesium alloys have become the hot topics in magnesium technology. Other than these, surface modification as well as laser beam welding are also involved. The research progress and development in magnesium technology in China are reviewed in the paper.     

先进航空材料焊接过程热裂纹研究进展

高焊接热裂纹敏感性是制约新一代合金材料在航空航天领域推广应用的技术瓶颈。本文分别从焊接热裂纹的产生机理和各类合金裂纹敏感性实验的角度梳理该方向的研究进展。焊接热裂纹主要包括凝固裂纹（在焊缝内部产生）和液化裂纹（在焊缝与部分熔化区交界处产生）。影响焊接热裂纹产生的因素包括材料成分、焊接热循环以及接头热应力。在梳理焊接热裂纹机理研究的基础上,分别总结了铝合金、镁合金、先进高强钢以及镍基合金焊接热裂纹的实验研究进展。建立考虑复杂多组元以及结晶形态对裂纹敏感性影响的量化判据,是该领域未来的重要发展方向。针对母材和焊材进行成分优化、添加形核剂或实施辅助工艺措施,是工程应用领域抑制热裂纹缺陷的有效方法。开展焊接热裂纹产生机理及其抑制方法研究,有助于突破新一代合金材料加工技术瓶颈,推进其在航空航天领域的应用。     

金属钙、钙合金的制备与应用研究进展

综述了金属钙和钙合金(Al-Ca、Si-Ca、Mg-Ca、Pb-Ca合金)的制备及其在镁合金、钢铁、能源等工业领域的应用研究现状,探讨了其应用过程中的作用机制。熔盐电解法作为制备钙及钙合金的主要工艺,提高电流效率是电解工程技术中的关键问题。开发含钙多元应用镁合金具有良好的前景,钙作为合金化元素改善镁合金组织和性能的研究尚需加强。     

合金相电解提取技术的应用与发展

简要回顾了合金相电解提取研究方法的历史,详细叙述了合金相电解提取在铁合金、高温合金、锆合金、铝合金等材料中的应用,并讨论了该技术在发展和应用过程中存在的问题,最后分析了合金相电解提取技术的发展趋势.     

铝合金线性摩擦焊研究现状

线性摩擦焊作为一种新型的固相焊接技术,热输入低、焊接应力小,适合于铝合金的焊接。介绍了线性摩擦焊的工作原理,主要综述了铝合金线性摩擦焊数值模拟、微观组织和力学性能等3个方面的研究进展。在此基础上,着重介绍了摩擦压力、焊接时间及振动频率等工艺参数对铝合金线性摩擦焊微观组织和力学性能的影响,介绍了工艺参数对铝合金与不锈钢、纯铜、镁合金等异种金属线性摩擦焊微观组织、力学性能及金属间化合物种类和分布的影响。最后,对铝合金线性摩擦焊在数值模拟、接头性能及金属间化合物调控方面存在的不足进行了总结,并对其主要发展方向进行了展望。     

物理气相沉积在镁合金表面防护领域的研究现状

镁合金表面耐腐蚀性能、耐磨性能较差,物理气相沉积(PVD)镀膜技术是一种提高镁合金表面性能的有效方法。总结了PVD镀膜防腐蚀层和耐磨层的特性,分析了涂层耐腐蚀耐磨的机理和存在的不足。综述了镁合金表面PVD膜层的研究进展,阐述了物理气相沉积技术对镁合金的表面改性的应用现状,并对该技术在镁合金上的发展进行了概括,指出了目前PVD技术在镁合金表面防护领域的新前景,为今后PVD技术对镁合金表面防护的研究与发展提供了相关参考。     

镁合金表面水滑石膜耐蚀性研究进展

镁合金由于具有优异的性能受到研究者的关注和重视,但易腐蚀的特性严重制约了其工程应用,故需采取合适的手段增强其耐蚀性。水滑石膜具有良好的离子交换性及物理屏障作用,近年来在镁合金表面改性方面逐步得到发展。介绍了多种镁合金表面水滑石膜层的制备工艺及其成膜原理,初步探讨了其在腐蚀环境下的耐蚀机制,并详述了几种进一步提高水滑石膜质量的改性方法及原理,展望了未来研究的工作重点和发展方向。