镁合金激光焊的研究现状及发展趋势_全亚杰(4)

镁合金属于典型的共晶型合金，具有较大的裂纹敏感性，在焊接的不均匀加热及冷却过程中，容易在焊

前者为结晶裂纹，后者则为液化裂纹。两者一般呈沿晶扩展，其产生与合金成分有缝和近缝区产生热裂纹，

着直接的关系。一般说来，高固溶度和低分配系数的元素（如Ｚ会加大凝固温度范围，增加结晶裂纹敏ｎ等）

］而稀土元素有利于减小裂纹倾向。因此含Ｚ感性，ｎ镁合金的激光焊表现出的裂纹问题比较突出。文献［１３

…Ｙ］的研究发现Ｚ的Ｅ４１Ａ镁合金ＮｄＡＧ激光焊时在焊缝上表面附近和焊根附近都出现了结晶裂纹。文献［３４

研究表明，自熔焊时在焊缝表面会产生明显的结晶裂纹，ＺＫ６０在激光焊过程中也表现出了较强的裂纹敏感性，

６１，６２］（），如图９所示。另外在其他镁合金的焊接过程中，由于工艺或材料的原因，也会产生结晶裂纹［如ａ

（）、（）图９所示。ＨＡ靠ｂｃＺ液化裂纹的产生则直接与晶界低熔点共晶有关。当焊接过程中热输入较大时，

而ＰＭＺ中低熔点共晶发生熔化后重新凝固过程中由于拉近焊缝熔化边界处的ＨＡＺ会产生明显的ＰＭＺ，

［３，６２］

。应力的作用也会产生沿晶界开裂。图１０所示为两种不同镁合金在激光焊时产生的液化裂纹形貌１

））Ａ（）Ａ图９镁合金激光焊产生的结晶裂纹。（ａＺＫ６０焊缝表面裂纹；（ｂＺ３１焊缝中心裂纹；ｃＺ６汽孔导致的裂纹

））Ｆｉ．９Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｏｆｌａｓｅｒｗｅｌｄｅｄｍａｎｅｓｉｕｍａｌｌｏ．（ａｓｕｒｆａｃｅｃｒａｃｋｓｉｎｗｅｌｄｏｆＺＫ６０；（ｂｃｒａｃｋｓｉｎｗｅｌｄ　　　　　　　　　　　　ｇｇｇｙ　

）ｏｆＡＺ３１；（ｃｃｒａｃｋｓｉｎｄｕｃｅｄｗｉｔｈｏｆＡＺ６

１ｃｅｎｔｅｒｏｒｅ　　　　　　　ｐ

））Ａ图１０镁合金激光焊产生的液化裂纹。（ａＺＥ４１Ａ；（ｂＺ６１

））ＡＦｉ．１０Ｌｉｕａｔｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｏｆｌａｓｅｒｗｅｌｄｅｄｍａｎｅｓｉｕｍａｌｌｏ．（ａＺＥ４１Ａ；（ｂＺ６１　　　　　ｇｑｇｇｙ　

目前关于裂纹的防止措施主要是从焊接工艺的调整和规范参数的优化来考虑的，效果并不太明显。尤

］其是这方面的系统研究还很少，只有文献［对加填充金属的影响进行了研究，结果表明，填充金属的加入３４

可以很好的消除ＺＫ６０镁合金激光焊焊缝中的结晶裂纹。

０５０００１８－

４９，０５０００１激光与光电子学进展ｗｗｗ．ｏｔｉｃｓｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔｐｊ

６　结束语

虽然近年来开展了大量的关于镁合金激光焊接的研究，但离实际的生产应用还有很大一段距离，因此今后应该更深入地进行系统研究。归纳起来，镁合金激光焊接的研究重点主要体现在如下几个方面：

）扩大激光焊研究的镁合金材料范围。除了开展常用Ｍ更多的关注应投向新１ｌ系合金的研究外，－Ａｇ

耐热等特殊性能的镁合金；同时加强研究镁合金与异种材料的激光焊研究；对于焊件的厚度开发出的高强、

也应从薄板扩展到厚大件。

）加强镁合金激光焊的理论研究。通过各种模拟软件的应用，建立起对焊接过程温度场的模拟，研究２

焊接过程中的传热传质、熔池流动以及相应的凝固、相变、热处理及强化机制，以便更好地控制整个凝固过

并利用模拟技术对接头性能、使用寿命等进行预测。程，

）深入研究激光焊接方法与其他焊接方法复合的焊接技术。通过调整适当的工艺，充分发挥各自优３

点，进一步提高焊接接头的综合性能。

）研制高质量的镁合金焊接材料。加填充金属的镁合金激光焊可以解决自熔焊时的表面成型和内部４

但目前由于受到填充金属加入方式的限制还很难应用于实际生产。冶金缺陷问题，

）建立一套质量评价标准。最好能针对镁合金激光焊接头应用的不同环境制定出不同的性能标准，尤５

还应加强对疲劳性能、腐蚀性能等的研究。其是除了常规的硬度和抗拉强度外，

参考文献

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，Ｈ．Ｔ１０Ｔ．Ａｓａｈｉｎａｏｋｉｓｕｅ．ＷｅｌｄｃｒａｃｋａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＹＡＧｌａｓｅｒｗｅｌｄｅｄｗｒｏｕｈｔｍａｎｅｓｉｕｍａｌｌｏＣ］．Ｔｈｅ　　　　　　　　　　　ｇｇｙ［

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，，…ＹＡＧｕａｌｉｔｉｅｓ１１Ｌ．Ｋ．ＰａｎＣ．Ｃ．ＷａｎＹ．Ｃ．ＳｈｉｈＯｔｉｍｉｓｉｎｍｕｌｔｉｌｅｏｆＮｄｌａｓｅｒｗｅｌｄｉｎｏｎｔｏｍａｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｅｔａｌ．．　　　　　　　ｑｇｐｇｐｇｇｙ　　　

［］（）：ｒｅｒｅｌａｔｉｏｎａｌａｎａｌｓｉｓＪ．２００５，１０４５０３５１１ｖｉａＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｏＷｅｌｄｉｎａｎｄ　Ｊｏｉｎｉｎ　　ｇｙｙ　ｇｙｆ　ｇｇ，　　　

，Ｗ，Ｈ１２ＰａｎＬｕｎＫｗａｎａｎＣｈｅＣｈｕｎｓｉａｏＹｉｎＣｈｉｎＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＮｄ…ＹＡＧｌａｓｅｒｗｅｌｄｉｎｏｎｔｏｍａｎｅｓｉｕｍｅｔａｌ．．　　　　　　　　ｇｇｇｇｇｇｐｇｇ　　　　　　

［］（）：，ａｌｌｏｖｉａＴａｕｃｈｉａｎａｌｓｉｓＪ．２００４，３７１３３４２Ｏｔ．Ｌａｓｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌ．　　ｙｇｙｐ　

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，Ｓ．Ｂ，Ｈ．Ｍ１４Ｋ．Ａｂｄｅｒｒａｚａｋａｎｎｏｕｒｈｉｒｉｕｍｅｒｉｃａｌａｎｄｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｏｆｍｏｌｔｅｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｏｏｌｅｔａｌ．．Ｎ　　　　　　　　ｐｙｇｐ　　

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