鎂合金重量輕，有較高的比強度和比彈性模量，良好的降噪聲和減振性能，可回收利用，符合環保要求，并且切削加工性能極好，被認為是21世紀最具開發和應用潛力的“綠色材料”。輕質高韌、高強鎂合金材料在汽車、飛機制造等領域中的大規模使用，必然基于對鎂合金性能、潛在應用能力和生產可能性的廣泛研究基礎之上。鎂合金的連接問題是鎂基新材料應用的關鍵技術之一。目前，關于鎂合金連接方面的報道主要集中在電子束焊接、攪拌摩擦焊、激光焊接、鎢極氬弧焊、慣性摩擦焊及擴散焊等。本文研究利用電子束焊接MB2鎂合金，以確定電子束焊接過程中的主要參數對接頭形貌的影響規律，并對電子束焊接鎂合金的接頭力學性能及顯微組織進行了分析。
實驗材料為MB2鎂合金板材，電子束焊在德國Pro-beam公司生產的高壓電子束焊機上進行。焊前試件表面用銅刷輕刷以去除表面氧化物、油污和附著物，然后再用丙酮清洗。焊后試件加工成標準試樣，在電子萬能試驗機上進行拉伸試驗。用光學顯微鏡、掃描電鏡觀察分析焊接接頭的顯微組織。采用2mm厚的MB2鎂合金板材，通過正交試驗研究了焊接參數對其焊接接頭形貌(熔深、熔寬)的影響規律。正交試驗選用的因素水平見表1所示。
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因素
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A
加速電壓
/kV
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B
電子束流
/mA
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C
焊接速度
/(mm·min-1)
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D
焦點位置
/A
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E
掃描函
數形狀
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F
掃描頻率
/Hz
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水平
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1
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80
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2.2
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600
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-80
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圓
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500
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2
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100
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2.5
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700
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0
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直線
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1000
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3
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120
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2.8
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800
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80
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無窮
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2000
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通過正交試驗分析得到電子束焊接鎂合金時，焊接參數中對焊縫深寬比影響最大的是焦點位置，其次是掃描圖形與掃描頻率。建議焊接鎂合金時采用掃描圖形為圓形，采用散焦焊接，攪拌頻率要大于2000Hz，電子束流和焊接速度可根據板厚需要的熱輸入量選擇最佳匹配值。利用電子束焊接MB2鎂合金可以得到優良的焊接接頭，無損檢測無氣孔及裂紋。鎂合金電子束焊接接頭熱影響區組織較母材有所長大，但其范圍非常的窄，焊縫內部為細小均勻的等軸晶組織，即使在散熱速度最快，溫度梯度最大的熔合線附近也未發現柱狀晶組織。MB2鎂合金電子束焊接接頭力學性能優良，抗拉強度達到235MPa，是母材強度的92%，規定屈服強度Rp0.2亦達到母材的68%，因此利用電子束可以很好的實現MB2鎂合金的連接。
(關鍵字：鎂合金 電子束焊)
