镁合金焊接工艺——电子束焊接

电子束焊是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化实现焊接。真空电子束焊是应用最广的电子束焊。

电子束具有能量密度高、穿透力强、焊接速度快、热输入少、焊道宽度和热影响区窄、熔深大、变形小、焊缝纯度高等优点。焊接镁合金时，电子束下会立即产生镁蒸气，熔化的金属会立即进入生成的气孔。由于镁合金熔点低、蒸汽压高，镁合金的孔径比其他金属大。焊缝根部易形成气孔。因此，需要一套精确的操作技术来防止气孔和过热。焊接过程中电子束的周向摆动和对焦位置的调整有利于消除气孔，获得高质量的焊缝。此外，在焊缝周围预先定位均匀的填充金属，并在背面使用紧密结合的背衬，可以减少气孔。通过添加焊丝，可以使焊缝不产生收缩、气孔等缺陷。接头的静载强度可与母材相当，其耐腐蚀性能甚至优于母材。电子束焊接（EBW）通常在真空室中进行，但镁合金焊接过程中金属的挥发严重污染了真空室，限制了其应用，而且实际应用实例较少。以AZ31镁合金为例进行了焊接试验，结果表明焊接效果良好。一些研究表明，非真空电子束可以用于镁合金的焊接。对于AZ31变形镁合金、AM50A和AZ91D铸造镁合金，采用适当的焊接工艺可获得良好的接头。相对较高的能量密度使焊接速度高达15 m/min，热输入少，焊接效率高。非真空电子束焊接可以获得良好的焊缝成形，有利于提高接头的疲劳强度速。高、高效、自动化程度高的非真空电子束焊接方法有望为镁合金结构件的广泛应用提供保证。

焊接工艺参数对电子束焊缝形状影响很大，尤其是电流对焊缝形状的影响。随着电流的增大，焊缝宽度和热影响区也增大。一些研究表明，AZ91D合金采用了不同的焊接方法。电子束焊接接头的力学性能最高，高于母材。这主要是由于焊接区和窄热影响区的晶粒非常细小。

电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电气电工仪表等众多行业。