畢業(yè)論文（設(shè)計）專用紙PAGE15畢業(yè)設(shè)計（論文）、題目 鎂和鎂合金的焊接工藝專業(yè)焊接技術(shù)及自動化目錄1緒論………………………12課題的背景………………13材料介紹…………………54激光焊接技術(shù)……………….54.1同種鎂合金的激光焊接……………..54.2鎂合金與鋁合金的激光焊接…………55等離子弧焊技術(shù)…………..65.1同種鎂合金的變極性等離子弧焊…………………..65.2鎂合金的變極性等離子弧縫焊……………………66低能耗激光誘導(dǎo)增強電弧復(fù)合焊接技術(shù)………………..66.1同種鎂合金板材的焊接……………..76.2同種鎂合金薄板的焊接…………….76.3異種鎂合金板材的焊接……………864鎂合金與鋼異種金屬的焊接…………87活性焊接技術(shù)……………….97.1鎂合金活性焊接……………………….97.2鎂合金活性焊絲填絲焊接…………………108熔化膠接焊焊接技術(shù)……….108.1鎂合金等離子弧膠接焊………118.2鎂合金與鋁合金的激光膠接焊…………129鎂合金與鋁合金的擴散焊接技術(shù)…………1310鎂合金焊接接頭電弧噴涂防護技術(shù)………1311鎂合金焊接技術(shù)的應(yīng)用及展望…………….1412結(jié)論……………………1513參考文獻……………1514致謝…………………16緒論近10年來，由于受到能源節(jié)約以及環(huán)境保護的巨大推動，鎂合金及其焊接技術(shù)的發(fā)展比任何時期都快，從焊接方法、焊接材料到焊接設(shè)備等方面都不斷有新的突破，為鎂合金焊接生產(chǎn)向優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的方向發(fā)展提供了前所未有的良好條件，并大大促進了鎂合金的產(chǎn)業(yè)化進程。鎂合金由于其自身的物理化學(xué)特點，導(dǎo)致其焊接有很大困難，滿意的焊接質(zhì)量不易獲得。鎂合金的結(jié)晶溫度區(qū)大，易于產(chǎn)生熱裂紋；鎂的沸點低，溫度進一步升高后，其蒸氣壓比在相同溫度下的鋁合金要高4-5倍，因而焊接時溫度一旦過高，鎂會氣化，產(chǎn)生爆炸形成飛濺；鎂對氧的親和力大，其氧化物密度較大，而容易形成夾雜；鎂在接近熔化溫度時，能與空氣中的氮強烈化合生成脆性的鎂的氮化物，顯著降低接頭力學(xué)性能；因此，實現(xiàn)鎂合金優(yōu)質(zhì)焊接是比較困難的，在焊接時容易產(chǎn)生裂紋、氣孔、飛濺等缺陷。但是由于工業(yè)的迫切需要，許多科學(xué)工作者做出了很大的努力，并取得了一些重要成果。課題背景隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對汽車、摩托車、飛機的性能要求越來越高，降低結(jié)構(gòu)重量成為提高性能的重要措施。鎂及其鎂合金具有比重輕，比強度高，重復(fù)利用性強等優(yōu)點被譽為二十一世紀最有發(fā)展?jié)摿Φ幕A(chǔ)材料之一。我國鎂資源儲備位居世界第一，同時也是界上最大的鎂生產(chǎn)國和出口國。日前我國已占全球鎂生產(chǎn)能力的3／4，產(chǎn)量的1／2。但鎂合金應(yīng)用開發(fā)嚴重滯后，80％以上作為初級原料低價出口，造成我國鎂資源的極大浪費。隨著我國加入世貿(mào)組織以及國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，發(fā)展鎂合金產(chǎn)業(yè)正面臨重大的歷史機遇與挑戰(zhàn)。加快鎂合金應(yīng)用與產(chǎn)品制備核心技術(shù)的開發(fā)，將成為我國制造并搶占相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)制高點，形成具有國際競爭力的新產(chǎn)業(yè)群體，并起到至關(guān)重要的作用。材料的發(fā)展，離不開連接問題。良好的連接是簡化產(chǎn)品設(shè)計、降低產(chǎn)品成本的有效措施之一，連結(jié)技術(shù)的發(fā)展程度將直接影響鎂合金的廣泛應(yīng)用。鎂合金焊接方向，國內(nèi)外的研究主要集中在氬弧焊、激光束。由于鎂合金具有熔點低，導(dǎo)熱率高，線膨脹系數(shù)高，表向張力小等特點，氬弧焊等傳統(tǒng)的焊接技術(shù)在高技術(shù)制造領(lǐng)域所占的比重日趨減少。而激光焊接具有速度高，接頭質(zhì)量好等優(yōu)點，得到了實際應(yīng)用，但激光焊接設(shè)備投資和維護的本高，能量利用率低(尤其對鋁、鎂等具有高反射率的材料)，焊接時對被焊工件的組對間隙及位置精度要求很高，廣泛應(yīng)用受到了很大的限制。

根據(jù)現(xiàn)有焊接工藝存在的優(yōu)缺點，大連理工大學(xué)首次提出采用激光一電弧復(fù)合熱源焊接鎂合金工藝。實驗發(fā)現(xiàn)，新工藝不僅綜合了氬弧焊和激光焊兩種焊接工藝的優(yōu)點，克服兩者存在的不足，還能顯著增大焊接熔深、提高焊接質(zhì)量，是一種很有發(fā)展前途的焊接工藝。本文對比分析鎂合金氬弧焊、激光焊及激光一氬弧復(fù)合熱源焊焊縫成犁、接頭組織和力學(xué)性能，探索高效、優(yōu)質(zhì)的鎂合金焊接工藝，為鎂合金的廣泛應(yīng)用提供技術(shù)支撐。材料介紹眾所周知，由于鎂和鎂合金的焊接性能不好，所以，近年來，分別采用鎢極氬弧焊、激光焊、激光一氬弧復(fù)合熱源焊接，使其變形成鎂合金AZ31B，系統(tǒng)分析焊接接頭的組織及性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氬弧焊的焊縫表面成型較好，但接頭深寬比小、熱影響區(qū)寬且組織晶粒粗大，試樣的抗拉強度較低；激光焊接頭深寬比大、幾乎不存在熱影區(qū)、組織晶粒細小、基本無焊接變形，試樣的抗拉強度較高；激光一氬弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)焊縫的表面成型接近氬弧焊，其深寬比及組織晶粒度接近于激光焊，且焊接變形小，接頭強度抗拉強度接近母材。激光一氬弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)充分利用了激光和電弧相互作用的優(yōu)勢，克服了二者的不足，無論是在接頭質(zhì)量，還是在生產(chǎn)效率上都具有明顯的優(yōu)勢，是一種高質(zhì)高效的鎂合金焊接工藝。4激光焊接技術(shù)4.1同種鎂合金的激光焊接激光焊接作為一種先進的連接技術(shù)，具有速度快、線能量低、焊后變形小、接頭強度高等優(yōu)點，得到了人們極大的關(guān)注。采用脈沖YAG激光對AZ31B變形鎂合金進行對接焊，結(jié)果表明，鎂合金激光焊焊縫變形小，成型美觀，無裂紋等表面缺陷、背面熔透均勻，如圖1所示。焊接接頭熱影響區(qū)不明顯，無晶粒長大現(xiàn)象；焊縫區(qū)由細小的等軸晶組成，如圖2所示。在本試驗條件下，接頭的抗拉強度可達母材的95%以上，實現(xiàn)了鎂合金的良好連接。研究表明，激光焊接對焊接工藝參數(shù)要求嚴格，同時鎂合金激光焊接過程中易出現(xiàn)裂紋、氣孔、熱影響區(qū)脆化和激光能量吸收率低等系列問題。圖1激光焊焊縫表面形貌圖2鎂合金激光焊接接頭組織4.2鎂合金與鋁合金的激光焊接鎂鋁異種金屬可以通過真空擴散焊、爆炸焊、攪拌摩擦焊等方法實現(xiàn)一定程度的連接，但其結(jié)合強度并不理想。造成這種結(jié)果的主要原因是兩種材料焊接時在熔池內(nèi)部形成了高硬度高脆性的金屬間化合物。SiC顆粒在鑄造領(lǐng)域常常與鎂、鋁合金結(jié)合形成復(fù)合材料，可以細化材料的微觀組織并且全面地提高機械性能；其在表面熔覆的工藝中也經(jīng)常得到應(yīng)用。針對SiC的性質(zhì)及其在鎂、鋁復(fù)合材料中應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，提出SiC作為中間層進行激光鎂鋁搭接焊工藝，將SiC顆粒作為中間層進行鎂鋁激光搭接焊，來達到提高鎂鋁焊接接頭性能的目的。對比鎂合金與鋁合金的直接激光焊接與加入SiC顆粒的激光焊接，其宏觀焊縫橫截面如圖3所示。在相同激光功率條件下，焊接熔池橫截面宏觀形貌發(fā)生了改變。與激光直接焊接相比，加入SiC夾層后熔池內(nèi)部攪拌能力降低并且鎂鋁板材界面處熔寬增加。對焊接試件進行剪切試驗，結(jié)果表明SiC的加入改變了熔池的微觀組織，使金屬間化合物反應(yīng)層厚度降低，焊縫的抗剪切拉伸性可達激光直接焊接的三倍以上。圖3焊縫宏觀橫截面A．直接激光焊接B.加入SiC夾層的激光焊接5等離子弧焊技術(shù)5.1同種鎂合金的變極性等離子弧焊等離子?。≒lasmaArc）是一種受到約束的非自由電弧，溫度和能量密度都顯著高于普通電弧，是一種高效的焊接方法。采用變極性等離子弧焊接鎂合金時，可以在背面無墊板的情況下實現(xiàn)對接接頭的連接，具有熔深大、焊前準備少、焊接質(zhì)量高、工件變形小及焊道數(shù)目少等優(yōu)點。圖4為變極性等離子弧焊接鎂合金AZ31B的接頭宏觀形貌，接頭成形美觀，背面熔透均勻。焊接接頭沒有明顯的熱影響區(qū)，焊縫組織均勻，晶粒細小，如圖5所示；經(jīng)測試焊接接頭拉伸強度達到母材的95%以上。圖4鎂合金變極性等離子弧焊宏觀接頭形貌圖5變極性等離子弧焊縫接頭微觀組織5.2鎂合金的變極性等離子弧縫焊采用變極性等離子弧焊對5mm厚的鎂合金板材進行了縫焊，工藝原理圖如圖6所示，焊縫的宏觀照片如圖7所示，從焊縫的宏觀組織圖看，上面鎂板具有變極性等離子弧小孔焊的工藝特征——背面熔透均勻，接頭的上下表面熔寬尺寸變化小，這將有利于減小應(yīng)力集中，改善接頭的性能。這種方法不僅提高了中厚度鎂合金板材的焊接質(zhì)量，還簡化了生產(chǎn)流程、提高生產(chǎn)了效率，適用于大批量生產(chǎn)。圖6變極性等離子縫焊工藝原理圖圖7變極性等離子縫焊焊縫宏觀組織6低能耗激光誘導(dǎo)增強電弧復(fù)合焊接技術(shù)低能耗激光誘導(dǎo)增強電弧復(fù)合焊接技術(shù)是在發(fā)現(xiàn)小功率激光誘導(dǎo)增強電弧的現(xiàn)象及規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過揭示小功率激光誘導(dǎo)增強電弧的多條件耦合及其物理本質(zhì)，突破小功率激光誘導(dǎo)增強電弧的系列關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)明出的一種低能耗激光誘導(dǎo)增強電弧焊接技術(shù)。目前采用該技術(shù)已成功實現(xiàn)了鎂合金之間及鎂合金與異質(zhì)材料之間的優(yōu)質(zhì)高效連接，開發(fā)出了配套的鎂合金專用低能耗激光誘導(dǎo)增強電弧復(fù)合焊接設(shè)備及系列焊接材料。6.1同種鎂合金板材的焊接采用低功率YAG激光-電弧復(fù)合焊接鎂合金板材，焊接原理圖如圖8所示。試驗發(fā)現(xiàn)，激光-電弧復(fù)合熱源焊接鎂合金焊縫成型良好，無氣孔、裂紋等缺陷。在相同的焊接條件下，采用復(fù)合焊接方法獲得的焊接熔深可達激光單獨焊接的4倍，氬弧焊的2倍，如圖9所示。焊接接頭的拉伸強度達到母材95%以上，疲勞強度與母材相當，能夠滿足車輛結(jié)構(gòu)件實際應(yīng)用中對焊接接頭動、靜載荷的要求。圖8激光-TIG復(fù)合熱源示意圖圖9焊縫形貌和熔深對比6.2同種鎂合金薄板的焊接目前研究的鎂合金焊接板厚都在1.5mm以上，并且針對薄板一般都采用搭接焊的方式。而對于1mm以下鎂合金薄板對接焊接的研究還很少，這一定程度上限制了鎂合金在特定場合的應(yīng)用。利用低功率激光-TIG復(fù)合焊接方法焊接鎂合金薄板，通過系列實驗確定了復(fù)合熱源焊接鎂合金薄板的最佳參數(shù)。在該參數(shù)下成功實現(xiàn)了0.8mm鎂合金薄板的對接焊，單面焊雙面成型，焊縫成形連續(xù)、美觀，如圖10所示。對焊接接頭進行拉伸強度測試，結(jié)果表明低功率激光-TIG復(fù)合焊接得到的AZ31-AZ31及AZ31-AZ80對焊接頭拉伸強度相比單TIG焊接大幅度提高，達到AZ31母材強度的95％以上。(a)鎂合金薄板正面焊縫(b)鎂合金薄板背面焊縫圖10鎂合金薄板激光-TIG復(fù)合焊接焊縫表面形貌6.3異種鎂合金板材的焊接采用低能耗激光誘導(dǎo)增強電弧技術(shù)進行了異種鎂合金之間的焊接性研究，主要研究了AZ31與AZ61和AZ91的焊接工藝并分析了焊接接頭的微觀組織和力學(xué)性能。研究結(jié)果表明，采用該技術(shù)不僅可以實現(xiàn)異種鎂合金之間的良好連接，同時能夠?qū)崿F(xiàn)不同厚度的異種鎂合金的良好連接。圖11為典型的異種鎂合金焊接接頭斷面形貌，可以看出AZ31側(cè)鎂合金的熱影響區(qū)比較窄，而AZ61和AZ91側(cè)的熱影響區(qū)比較寬，而且包括幾個不同區(qū)域，這主要與三種鎂合金含鋁量的不同以及低能耗激光電弧復(fù)合焊接工藝參數(shù)的選擇有關(guān)。圖11AZ31鎂合金與AZ61、AZ91鎂合金低能耗激光電弧復(fù)合焊接接頭形貌拉伸試驗結(jié)果如圖12所示，采用低能耗激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)所獲得的AZ31鎂合金與AZ61和AZ91焊接接頭的抗拉強度均達到AZ31鎂合金母材強度的95%以上，完全能夠滿足實際使用的需求。圖12AZ31鎂合金與AZ61、AZ91鎂合金低能耗激光電弧復(fù)合焊接接頭抗拉強度6.4鎂合金與鋼異種金屬的焊接鎂合金應(yīng)用的主要推動力是在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，而鋼材是汽車中應(yīng)用最為廣泛的材料之一。因此，把鎂合金與鋼有效的連接起來，能進一步拓寬鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域，并且能夠有效的解決汽車輕量化等問題。鎂、鋼異種金屬連接存在很多問題。鎂和鋼熔點差異大，使其很難在熔焊過程中同時達到熔融態(tài)。其晶格類型也不同，在液態(tài)下極難互溶，并且鎂和鋼不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。因此，需要采用加過渡金屬的方法進行鎂合金與鋼的連接。采用激光-電弧復(fù)合熱源的焊接方法、選擇合適的過渡金屬可實現(xiàn)鎂、鋼異種金屬的有效連接。其焊接裝置示意圖如圖13所示，得到的焊縫表面成型良好，見圖14所示。激光-TIG復(fù)合熱源焊接過程中，位于上層的鎂板在激光束和TIG電弧的共同作用下熔化，位于下層的鋼板只在激光束作用下熔化。上層鎂合金板焊縫呈典型的TIG焊焊縫特點，下層鋼板焊縫呈典型的激光焊焊縫特點。對焊接接頭進行拉伸測試得到的力學(xué)性能為剪切強度為170MPa。圖13圖147活性焊接技術(shù)7.1鎂合金活性焊接活性（A-TIG）焊接法是在焊前將母材表面涂覆上一層活性劑，在相同的焊接規(guī)范下，同常規(guī)TIG焊相比，可以大幅度地提高焊縫熔深。焊接鎂合金時，加入研發(fā)的活性劑后，交流TIG焊焊縫熔深明顯增加，如圖15所示。力學(xué)性能測試顯示，鎂合金A-TIG焊接接頭強度可達到母材的90%，實現(xiàn)了鎂合金的大熔深，優(yōu)質(zhì)連接。圖15無活性劑及涂敷活性劑的焊縫橫截面照片(a)未涂敷活性劑(b)涂敷活性劑7.2鎂合金活性焊絲填絲焊接傳統(tǒng)的活性焊接技術(shù)將活性劑涂敷在焊接試件表面，存在不能填絲的缺點，故提出一種活性焊絲填絲焊接的方法，將活性劑涂敷在焊絲的表面，然后進行填絲焊接，如圖16所示。鎂合金活性焊絲TIG填絲焊接克服了傳統(tǒng)活性焊技術(shù)進行填絲焊接時熔滴過渡困難的缺點，可以實現(xiàn)熔滴順利過渡到焊接熔池，同時活性劑起到增加焊接熔深的作用，是一種理想的鎂合金高效焊接方法。這種方法與普通TIG填絲焊接方法相比可以大幅提高鎂合金焊接的效率和熔深。圖17為電流為60A和90A時焊接熔深對比。當電流為60A時，熔深增加比（活性焊絲的焊接熔深和普通焊絲的焊接熔深相比）可達300%以上。當焊接電流為90A時，采用復(fù)合活性焊絲焊接的熔深達到最大，熔深增加比為243%，對于5mm厚度的AZ31鎂合金板可以單道一次焊透。

a.活性焊絲焊接b.試板表面涂覆活性劑填充普通焊絲焊接圖16焊接示意圖圖17焊縫截面形貌8熔化膠接焊焊接技術(shù)針對目前對異種金屬材料連接技術(shù)的迫切需求，提出一種“熔焊-膠接”（即膠焊）連接新技術(shù)。將激光、等離子弧等高能束連續(xù)熔化焊接技術(shù)與膠接技術(shù)有機復(fù)合，實現(xiàn)機械結(jié)合、冶金結(jié)合和化學(xué)結(jié)合的有效統(tǒng)一，不但具有傳統(tǒng)膠接點焊的優(yōu)點，同時實現(xiàn)了連續(xù)熔焊的“線結(jié)合”與膠接的“面結(jié)合”的相互促進，接頭綜合性能顯著提高，為今后異種材料的連接提供新的方向。8.1鎂合金等離子弧膠接焊采用等離子弧膠焊技術(shù)對同種鎂合金板材進行焊接性試驗，探索了等離子弧膠焊技術(shù)的工藝特點，分析了焊縫的組織和性能，對進一步研究等離子弧膠焊技術(shù)的工藝特點有著重要的指導(dǎo)意義。等離子弧膠焊技術(shù)是一種新型的焊接方法，它采用了將等離子弧焊接工藝與粘接工藝相復(fù)合的方法對工件進行連接。等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，對焊件加熱集中，熔透能力強，對中厚板材可一次焊透，在同樣熔深下其焊接速度比TIG焊高，可提高焊接生產(chǎn)率。此外，等離子弧對焊件的熱輸人較小，焊縫截面形狀較窄，深寬比大，呈“酒杯”狀。熱影響區(qū)窄，其焊接變形也小。膠接接頭應(yīng)力分布均勻，無應(yīng)力集中，密封性好。膠接可取消機械緊固件(如螺釘、螺母等)，不需要聯(lián)接孔，不會減少材料的有效橫截面積，可充分利用材料的全部強度，因此采用膠接可大大減輕整體結(jié)構(gòu)重量。此外接頭還有絕緣、耐腐蝕等特點。圖18為等離子弧膠焊工藝示意圖。焊接接頭采用搭接接頭形式。膠粘劑厚度為0.1mm。在不開坡口、無背面強制成形保護條件下，進行鎂合金等離子弧膠焊試驗，焊縫橫截面見圖19所示，可以看出，熔池形狀上寬下窄，也呈“丁”字形，表面凹陷較小，焊縫內(nèi)部無氣孔和裂紋等明顯缺陷。力學(xué)性能分析顯示，等離子弧膠焊接頭的失效載荷較等離子弧焊和膠接接頭有明顯提高。在加載相同載荷的情況下，等離子弧膠焊接頭的熱裂傾向小。圖18等離子膠焊工藝示意圖圖19焊接接頭宏觀形貌8.2鎂合金與鋁合金的激光膠接焊采用激光膠接焊新型焊接工藝對鎂鋁異種金屬進行了連接，實現(xiàn)了鎂鋁異種金屬薄板間的有效連接。該方法有效的改變了鎂鋁間金屬間化合物的分布和特點，進而增加了熔深，提高焊接接頭的強度。在激光膠接焊過程中，膠層對整個焊接熔池產(chǎn)生了很大的影響。它不僅改變了整個熔池的流動形式，還直接影響了焊接過程中的熱量傳遞，進而改變了傳統(tǒng)意義上的激光焊接過程。焊接結(jié)構(gòu)示意圖如圖20所示，在搭接區(qū)域涂刷一層厚度為0.1mm的膠層。焊接接頭的宏觀形貌如圖21所示。測量鎂鋁異種金屬激光膠接焊接接頭力學(xué)性能，其綜合力學(xué)性能達到鎂合金母材的90%以上，能夠基本滿足目前針對鎂鋁連接強度的需求。在激光膠接焊過程中由于膠層的加入加速了鎂合金和鋁合金之間的熱傳遞作用，使鎂合金的冷卻速度有所增加，同時對鋁合金間接起到了預(yù)熱的作用。這種預(yù)熱的作用在一定程度上增加了鋁合金對于激光的吸收率。圖20鎂鋁異種金屬激光膠接焊結(jié)構(gòu)示意圖圖21焊接接頭宏觀形貌9鎂合金與鋁合金的擴散焊接技術(shù)目前Mg/Al異種金屬的連接，采用的焊接方法主要是熔焊和固相焊，而添加中間過渡金屬的擴散焊連接是異質(zhì)金屬連接的有效辦法?？梢酝ㄟ^調(diào)整中間層的成分來實現(xiàn)對接頭組織的控制，從而提高接頭性能。目前，對于添加中間過渡金屬的Mg/Al擴散焊連接的文獻報道還很少。對Mg/Al接頭在有無過渡金屬的條件下進行惰性氣體保護擴散焊，對比分析了中間過渡金屬的添加提高Mg/Al擴散焊接頭剪切強度的原因。試驗采用的母材為6061鋁合金和AZ31B鎂合金。力學(xué)性能分析表明Mg/Al直接擴散焊接頭剪切強度最大可達40MPa左右，而添加合適的合金中間過渡金屬的Mg/Al擴散焊接頭剪切強度可達到100MPa。究其原因是由于鎂鋁的直接擴散焊不可避免地會在接頭區(qū)產(chǎn)生大量的金屬間化合物；而添加合金中間過渡金屬的Mg/Al擴散焊接頭組織由網(wǎng)狀的共晶形貌變成由過飽和鎂基固溶體和具有彌散第二相富Al顆粒分布的中間相組成。中間過渡金屬的添加有效地避免了鎂鋁基體的直接接觸，同時產(chǎn)生的顆粒在中的彌散分布大大地提高了接頭強度。10鎂合金焊接接頭電弧噴涂防護技術(shù)電弧噴涂技術(shù)以其涂層質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、操作簡單、經(jīng)濟節(jié)能等優(yōu)點，自熱噴涂技術(shù)發(fā)明以來一直是人們研究的熱點之一。所謂電弧噴涂是將兩根被噴涂的金屬絲作為自耗性電極，利用其端部產(chǎn)生的電弧作為熱源熔化金屬絲材，壓縮空氣穿過電弧和熔化的液滴使之霧化，以一定的速度撞擊基體形成涂層的過程。采用電弧噴涂方法可以對焊接接頭進行整體防護，適用于同種及異種金屬焊接接頭的防護。分析了鎂合金電弧噴涂的工藝特性及其噴涂后處理工藝，并開發(fā)了一種鎂鋁偽合金涂層。在鎂合金基體表面噴涂純鋁涂層，以提高其耐蝕性。涂層的形成過程決定了涂層表面及內(nèi)部存在一定數(shù)量的孔隙，無法避免的孔隙成為點蝕的發(fā)源地。為進一步提高涂層的耐蝕性，涂層的封孔后處理成為一道必不可少的工序。為了滿足特殊行業(yè)的需求采用導(dǎo)電封孔處理。在有機封孔劑環(huán)氧樹脂中摻入金屬填料，構(gòu)成摻合型導(dǎo)電涂料，完成純鋁涂層的導(dǎo)電封孔工藝，同時研究有機導(dǎo)電封孔的耐蝕性。導(dǎo)電封孔示意圖如圖22所示。圖23為含銅粉孔涂層的微觀形貌。涂層電阻測試表明，環(huán)氧樹脂中加入一定含量的銅粉能夠使封孔涂層實現(xiàn)導(dǎo)電，而且導(dǎo)電性良好。利用常溫浸泡試驗研究封孔涂層的耐腐蝕性能，導(dǎo)電封孔涂層與未封孔涂層相比，表現(xiàn)出良好的耐蝕性。圖22導(dǎo)電封孔涂層示意圖圖23含銅粉封孔涂層形貌探索了采用異質(zhì)金屬絲材進行電弧噴涂的可行性，采用鎂絲和鋁絲作為兩根噴涂絲材，在鎂合金表面制備金屬間化合物涂層，以提高鎂合金的耐蝕性、耐磨性、高溫強度和抗氧化性，使之應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。采用含鋁量在99.7﹪以上的高純鋁絲和含鎂量在99.7﹪以上的高純鎂絲作為噴涂絲材的兩極，電弧噴涂得到的涂層表面形貌如圖24所示，得到的涂層平滑均勻，顆粒細小，沒有未熔化充分的金屬顆粒，表面孔隙也很小。對涂層進行顯微硬度測量，平均顯微硬度可達200HV，而電弧噴涂純鋁涂層的平均硬度僅為67HV。鎂鋁反應(yīng)生成的化合物的硬度比純鎂、鋁的硬度高，大量金屬間化合物的生成導(dǎo)致涂層硬度提高。鎂擴散與鋁反應(yīng)后，保留的氧化物和MgAl2O4相顆粒散布在基體中，也起到硬化作用。圖24涂層的表面形貌11鎂合金焊接技術(shù)的應(yīng)用及展望隨著國內(nèi)外對能源消耗、環(huán)境保護的要求的日益提高，鎂合金作為一種新型的結(jié)構(gòu)材料，在汽車等交通領(lǐng)域蘊藏著巨大的應(yīng)用潛力。目前,歐洲和美國汽車每輛汽車使用鎂合金零件5.8-23.6kg，我國汽車單車用量不到10kg，其中鎂合金焊接技術(shù)是實現(xiàn)鎂合金汽車零部件大量應(yīng)用的主要關(guān)鍵技術(shù)難題。通過“十五”和“十一五”的技術(shù)攻關(guān)，我國已經(jīng)解決了鎂合金與鎂合金的連接問題，已經(jīng)開發(fā)出了鎂合金自行車焊接結(jié)構(gòu)件、摩托車焊接結(jié)構(gòu)件（如圖25、26所示），并通過了臺架試驗和道路試驗，達到了出口標準要求，其中采用焊接技術(shù)生產(chǎn)的鎂合金自行車已經(jīng)出口到歐盟國家，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。中國汽車產(chǎn)量的結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向是轎車占汽車總量的比重增加，低排放、低污染、節(jié)能的綠色環(huán)保汽車替代非環(huán)保汽車，近幾年政府加大了電動汽車的研發(fā)力度，鎂合金座椅骨架，油門踏板等在國產(chǎn)汽車領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。隨著復(fù)雜結(jié)構(gòu)鎂合金車輛結(jié)構(gòu)件及相關(guān)鎂合金產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)，將對鎂合金焊接技術(shù)提出日益廣泛的需求。圖25鎂合金焊接自行車產(chǎn)品圖26鎂合金摩托車焊接結(jié)構(gòu)件及其產(chǎn)品結(jié)論鎂合金這種新型結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展和應(yīng)用，對焊接技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)，同時也為焊接提供了更廣闊的應(yīng)用天地。鎂合金的焊接尚有許多技術(shù)難題等待我們?nèi)パ芯拷鉀Q，從而為鎂合金的實際應(yīng)用與鎂合金結(jié)構(gòu)件的設(shè)計制造奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。以上介紹的若干技術(shù)進展，必將大大推動鎂合金產(chǎn)品的焊接技術(shù)水平，促進鎂合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。參考文獻1《電氣焊工作手冊》.王艷霞著.化學(xué)工業(yè)出版社.2008年05月.2《鑄造鋁·鎂合金》.化學(xué)工業(yè)出版社.2007年02月.3《實用電焊技術(shù)》.高忠民著.金盾出版社.2003年4《焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)與實例》.趙巖著.化學(xué)工業(yè)出版社.2008年07月5《焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)》.邢曉林.化學(xué)工業(yè)出版社.2009年02月6《焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用》.張彥華.化學(xué)工業(yè)出版社.2009年05月致謝時光飛逝，轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)在***職業(yè)技術(shù)學(xué)院內(nèi)學(xué)習(xí)了兩個春秋，這兩年是我人生中重要的兩年，是難以忘卻的兩年，是影響我一身的兩年，在畢業(yè)即將來臨之際，心里的感激之情難以言表，我不舍得離開生活兩年的校園，不舍得離開生活在一起的同學(xué)們，不過這一切結(jié)束是必然的，只能把這一切當作一個美好的回憶。經(jīng)過三個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個?？粕漠厴I(yè)論文，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，沒有工作中部門領(lǐng)導(dǎo)的幫助以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。所以在這里我要感謝老師，感謝我親愛的同學(xué)們，感謝我的部門領(lǐng)導(dǎo)。在論文寫作過程中，得到了***老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，李老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，李老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩李老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝我所在院校的領(lǐng)導(dǎo)，我在學(xué)習(xí)之余來做我的畢業(yè)設(shè)計感謝他們的諒解，感謝他們在老師不在身邊時我論文無法繼續(xù)時所給的幫助在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!最后我還要感謝我的母校?；贑8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應(yīng)用MSP430單片機在