鎂合金磁控焊接方法的研究
開(kāi)題報(bào)告

1、課題的目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計(jì)方案比較、選型分析等）
鎂及鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度高、儲(chǔ)存量豐富等優(yōu)點(diǎn)，近年受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。隨著機(jī)械制造、航空航天、汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展及石油化工、電信、原子能及空間技術(shù)等新型工業(yè)的崛起，鎂及鎂合金的需求量日益增加，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)原裁量執(zhí)意，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，是當(dāng)今材料科學(xué)研究的重點(diǎn)方向之一。鎂合金是目前應(yīng)用最廣泛的合金，環(huán)保節(jié)能，符合可持續(xù)發(fā)展的要求，被譽(yù)為21世紀(jì)綠色工程金屬結(jié)構(gòu)材料，并將成為重要的商用輕質(zhì)材料。
鎂及鎂合金的焊接性特點(diǎn)：1氧化、氮化和蒸發(fā)。2 熱裂紋傾向。3 氣孔與燒穿。
鎂合金的焊接方法有：鎢極氬弧焊、激光焊、電子書(shū)焊、激光－TIG復(fù)合焊、摩擦攪拌焊、電阻電焊。鎢極氣體保護(hù)焊是目前鎂合金最常用的焊接方法 , 它是在惰性氣體的保護(hù)下, 利用鎢電極與工件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充金屬?gòu)亩纬山Y(jié)合的一種方法。根據(jù)保護(hù)氣體的不同, 可分為鎢極氬弧焊和鎢極氦弧焊。鎢極氬弧焊焊接鎂合金, 接頭的變形小且熱影響區(qū)較窄, 接頭的力學(xué)性能和耐腐蝕性能都較高。由于鎂合金的特點(diǎn), 焊接時(shí)要使用交流電源, 以去除氧化膜, 焊接過(guò)程中主要存在氣孔、夾雜和熱裂紋等缺陷, 利用活性焊接可以改善鎢極氬弧焊接鎂合金時(shí)存在的熔深淺的缺點(diǎn)。
電磁作用焊接技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展完善起來(lái)的一種新的焊接技術(shù)，應(yīng)用也日趨廣泛。但是將磁場(chǎng)引入鎂合金的焊接過(guò)程中，還處于研究階段。外加磁場(chǎng)一半采用與電弧軸向平行的縱向磁場(chǎng)，縱向磁場(chǎng)促使電弧旋轉(zhuǎn)，改變弧柱等離子流和電流密度的徑向分布，影響木材的加熱熔化和焊縫成形。實(shí)踐表明，利用外加磁場(chǎng)對(duì)焊接中熔滴的過(guò)渡、熔池的結(jié)晶形核及結(jié)晶生長(zhǎng)等過(guò)程進(jìn)行有效地干預(yù)，使焊縫金屬的一次結(jié)晶組織細(xì)化，減小化學(xué)不均勻性，提高焊縫金屬的塑性和韌性，降低結(jié)晶裂紋和氣孔的敏感性，從而提高焊縫金屬的性能，全面改善焊接接頭的質(zhì)量。在航空、航天、冶金、機(jī)械等部門(mén)具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的實(shí)用價(jià)值。
電磁攪拌的原理：電磁攪拌就是在外加磁場(chǎng)的作用下，使帶電粒子在磁場(chǎng)力的作用下發(fā)生漂移旋轉(zhuǎn)，表現(xiàn)為電弧的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)熔池金屬作復(fù)雜的循環(huán)運(yùn)動(dòng)從而改變了焊縫金屬的結(jié)晶條件，細(xì)化了焊縫組織的晶粒，進(jìn)而改善金屬性能。在電磁攪拌作用下,電磁力促使熔池金屬作復(fù)雜的循環(huán)運(yùn)動(dòng),熔池前部高溫液態(tài)金屬被推向尾部,打斷了先長(zhǎng)大的枝晶,重新溶入熔池的枝晶成為異質(zhì)形核源,進(jìn)而增加了形核率；同時(shí)電磁攪拌作用改變了結(jié)晶前沿的溫度及溫度梯度,從而創(chuàng)造了細(xì)化結(jié)晶組織的條件。