[发明专利]一种镁合金构件的真空电子束焊接方法

说明书

本发明涉及一种镁合金构件的真空电子束焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取焊接件；2)清洗焊接件：对镁合金毛坯及完全对接接头进行擦拭清洗，去除待焊表面的油膜、水膜及有机杂质；3)装配；4)采用真空电子束焊接；5)圆周焊缝。该真空电子束焊接方法给出焊接接头形式、焊接步骤、工艺参数及焊接缺陷控制，不仅消除了焊缝表面和次表面气孔，而且能够使焊缝内部气孔、根部气孔、收弧气孔、冷隔等焊接缺陷得到有效控制，另外，焊缝内部及收弧气孔弥散分布，单个气孔直径较小，焊缝内无裂纹、夹渣等其它焊接缺陷，且圆周焊缝的外观成形好、焊接质量一致性且焊接成品率高。

技术领域

本发明涉及一种真空电子束焊接方法，具体涉及一种镁合金构件的真空电子束焊接方法。

背景技术

镁合金具有比重轻、比强度及比刚度高、阻尼减震性能及切削加工性好、导热性好、电磁屏蔽能力强以及易于回收等一系列独特的优点，大量应用镁合金结构材料制造结构部件是实现结构轻量化的重要途径之一。

由于镁合金化学性质比较活泼，传统的熔焊技术很难实现焊缝的高质量焊接，尤其是在焊接具有较大熔深焊缝的镁合金时，焊缝缺陷更加突出，焊接性能难以提高，因此具有较大熔深焊缝的镁合金构件的焊接仍是限制镁合金大量应用的原因之一。

目前在真空状态下焊接的真空电子束焊接技术，可以克服焊接过程中的严重氧化现象，消除焊接接头中的氧化夹杂缺陷。另外，电子束焊接具有能量密度高、穿透力强、热量集中且输入少、焊接速度快等优良特性，所以形成的焊缝具有熔深大、焊缝宽度及热影响区窄、焊缝纯度和接头强度高、结构变形小等技术优势，非常适合于化学活性较大的镁合金材料的焊接。但是由于镁合金熔点、沸点较低，形成的蒸气压较高，化学性质活泼，电子束焊接速度较快，焊缝中的熔融金属凝固速度较快，焊缝中的蒸汽及其它气体无法迅速排出，导致在电子束焊接尤其是电子束深熔焊接过程中容易形成气孔缺陷。另外，由于电子束焊接的小孔成形特点，导致电子束焊缝尤其是根部焊缝宽度较窄，熔融金属无法填满焊缝，形成冷隔或气孔。在电子束焊接过程中特别是大厚度镁合金的电子束焊接过程中易于形成内部气孔、根部气孔、收弧气孔、次表面气孔以及表面凹坑等焊接气孔缺陷。

目前如中国发明专利《镁及镁合金的超声波辅助真空电子束焊接方法》，其申请号CN200910191124.1，公开号为CN101693323A公开了一种应用于镁及镁合金的超声波辅助真空电子束焊接方法，可以解决镁及镁合金尤其是铸造镁合金在真空电子束焊接过程中产生气孔、冷隔等空腔型缺陷的技术难题。该工艺在真空电子束焊接过程中施加一定频率和振幅的结构负载超声波能量，超声波频率为20～50kHz，振幅为5～40μm，对真空电子束焊接产生的熔池及其附近区域进行一定程度的连续振荡，可在焊接过程中对气孔、冷隔等空腔型缺陷进行有效消除，获得优质的焊接接头，但是需超声波进行辅助，而仅通过真空电子束焊接无法消除缺陷。

因此，需要对现有的真空电子束焊接方法作进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种具有较大熔深焊缝以提高焊接质量的镁合金构件的真空电子束焊接方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种镁合金构件的真空电子束焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取焊接件：焊接接头采用完全对接接头，且采用圆环形镁合金毛坯；

2)清洗焊接件：对镁合金毛坯及完全对接接头进行擦拭清洗，去除待焊表面的油膜、水膜及有机杂质；

3)装配：清洗干净后对各个焊接部分进行装配及焊接；

4)采用真空电子束焊接，焊接条件如下：