[发明专利]一种镁合金的MIG焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于镁合金焊接技术领域，具体涉及到一种镁合金的焊接方法。 

 

背景技术

材料是人类赖以生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础，也是人类社会发展的先导，特别是现代高技术的发展，更是依赖于新材料技术的进步。新材料结构的研发是提高工业技术水平的重要支柱，如果没有现代超级结构材料的发展，就没有当今世界航空航天事业的进步。而有色金属材料是最重要的一类材料，例如镁和铝。其中镁的储量丰富，与其他常用金属相比，镁具有低密度、高比强度及可再回收利用等优点，成为人们关注的焦点，被誉为“21世纪新型的绿色环保工程材料”。

随着科学技术的发展，金属材料的消耗量急剧上升，目前地球上常用的金属矿产资源正日趋贫乏。目前常用的三大工程材料中Al和Fe可开采100～300年，而Mg可开采使用近千年。新世纪对材料的要求主要包括三个方面，即资源丰富、节约能源和环境保护，因此轻质高强材料符合新世纪对材料的要求，其中Mg合金是最具有发展前途的绿色新型结构材料。Mg在地壳中约占2.3％，海水中Mg的储量为2.1×10¹⁵t，盐湖中Mg的储量也十分巨大。我国是Mg的生产大国，Mg的蕴藏丰富，占全球总储量的22 5％。

虽然镁被发现已有两百年的历史，但直到20世纪90年代，随着汽车工业中节能和环保的需要，对镁及镁合金的需求呈现快速、稳步上升的发展趋势。而随着镁合金制备、加工成形技术等的突破，适合不同使用要求的新型镁合金得到了开发，例如高强Mg-Al合金及阻燃镁合金等。同时镁合金的生产成本不断降低，使用性能不断提高，大大促进了镁合金在汽车、电子、通讯及家电领域的应用，并逐渐取代部分铝及铝合金、钢铁等零部件。而镁合金作为结构材料，由于其在结构减重与承载等方面的突出优点，也在航空航天、军工国防等尖端领域扮演着越来越重要的角色。虽然我国是Mg资源丰富的国家，但对Mg合金的研究和应用起步较晚，Mg合金产品的发展也相对滞后。Mg合金的研究和开发主要围绕着提高材料的强度、塑性、韧性、耐蚀性以及抗疲劳等综合性能来开展，新型Mg合金的开发可通过采用新的合金元素、新的抗腐蚀处理工艺等进行。Mg合金研究的关键问题在于：1)开发适合于Mg合金大批量生产的重要装备；2)新型高性能Mg合金系的开发；3)Mg合金熔炼过程的气氛保护：4)Mg合金阻燃技术和表面处理技术；5)Mg合金与异种材料的焊接问题。

我国将“镁合金应用及开发”列为“十五”国家科技发展规划中材料领域的重点，近10年来，Mg合金新的开发研究水平得到了显著地提高。目前Mg合金主要包括Mg-Al-Zn系、Mg-Al-Mn系、Mg-Al-Si系和Mg-Al-Re系等；但为了满足各机械工业部门对Mg合金结构性能的要求，一些新型的Mg合金得到了开发，例如应用于电子通讯产品的变形镁合金，超轻、高强、耐蚀的Mg-Li合金和Mg-Re合金，应用于未来航空航天领域的高温Mg合金Mg-Re-Ca-Zr以及快凝Mg合金等。而随着Mg合金制备技术的进一步提高，相继出现了Mg合金阻燃技术、Mg合金熔体环保型保护技术和Mg合金微弧氧化表面处理技术等，大大促进了Mg合金在汽车、航空航天等领域的应用。

Mg合金应用于在汽车工业中可以满足汽车安全、节能和环保要求，并可有效地实现汽车轻量化地目标。近年来汽车设计者和生产企业为了降低汽车尾气排放对环境的污染，在提高燃料的利用率和减少CO2的排放量方面开展了大量的研究，发现采用Mg合金零部件可大大降低车重、减少油耗、降低CO2的排放量。例如德国奔驰汽车采用外侧Al合金、内侧Mg合金的车门，重量比原来减少34％；意大利生产的第二代镁轮毂仅514kg，比铝轮毅重量减少了28％。对于一辆中等大小的汽车，其重量减轻10％，燃油量可以减少6％～8％，目前国外在汽车上大规模应用Mg合金生产的零部件已超过60种。

在电子、通讯领域，Mg合金也得到了人们极大地关注，如电视机、计算机、显示器、摄影机等的外壳都是采用塑料制成，这些产品淘汰很快，会产生大量废弃污染材料。而采用Mg合金作为替代品可以有效地降低污染，目前已经有部分产品采用Mg合金，但仍处于研究开发阶段。