《鎂及其合金的焊接》一書整理、匯總了國內(nèi)外鎂及其合金焊接的研究成果，并加以總結(jié)、分析。全書介紹了鎂及其合金的金屬學(xué)知識、性能，焊接方法（包括TIG焊、MIG焊、電子束焊、激光焊、擴散焊、釬焊、攪拌摩擦焊、電阻點焊等），典型鎂及其合金的焊接材料、工藝、接頭組織和性能；重點介紹了異種金屬的焊接，包括異種鎂合金的焊接，鎂及其合金與鋼的焊接，鎂及其合金與非鐵材料（鋁、銅、鈦）的焊接，鎂基復(fù)合材料的焊接等。本著在理論上講透，實踐上講夠的原則，盡量為讀者提供比較豐富的、全面的鎂及其合金焊接的知識。
本書可供從事高端技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)的科學(xué)技術(shù)人員，以及高等院校的師生參考。
《鎂及其合金的焊接》一書由大連市人民政府資助出版，書中實例豐富，數(shù)據(jù)翔實，是從事鎂及其合金焊接的科研人員和高等院校師生的重要參考書籍。
環(huán)保、節(jié)能是21世紀(jì)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略要求,傳統(tǒng)鋼鐵材料已逐漸被各種綜合性能更為優(yōu)良的新型材料所替代。鎂合金由于具有一系列的優(yōu)點，如密度小（鐵的四分之一,鋁的三分之二），比強度和比剛度高，減振性好，電磁屏蔽性能優(yōu)異，抗輻射，摩擦?xí)r不起火花，熱中子捕獲截面小,切削加工性和熱成形性好,對堿、煤油、汽油和礦物油具有化學(xué)穩(wěn)定性,易回收等,是理想的環(huán)保與節(jié)能型材料,符合可持續(xù)發(fā)展要求而受到人們的強烈關(guān)注,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，被譽為“21世紀(jì)的綠色工程金屬材料”和“重要的商用輕質(zhì)材料”之一。由于這些突出特點,鎂合金在汽車、電子、電器、航空航天、國防軍工、交通等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景，具有極大的應(yīng)用潛力。鎂合金既可以鑄造成形,直接制備出結(jié)構(gòu)件,也可以通過各種塑性加工和熱處理,制備出各種規(guī)格的管材、棒材、板材、線材、帶材和異型材。對于同種材質(zhì),采用不同的方法制備,材料性能也有很大區(qū)別。為了提高鎂合金的耐蝕性,還可以對其進行表面處理。隨著鎂的提煉及加工技術(shù)的發(fā)展,鎂合金已成為繼鋼鐵、鋁合金和鈦合金之后的第四類金屬結(jié)構(gòu)材料,在全世界范圍內(nèi)得到發(fā)展。
在汽車工業(yè)中,采用鎂合金作為結(jié)構(gòu)件材料可以大幅度減輕結(jié)構(gòu)件的重量,不僅利于緩解能源問題,還利于生態(tài)環(huán)境保護,促進生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。在航空航天工業(yè)制造領(lǐng)域中,結(jié)構(gòu)件的輕量化和結(jié)構(gòu)件承載與功能的一體化是飛行器機體結(jié)構(gòu)件材料使用和發(fā)展的重要方向。航空結(jié)構(gòu)件輕量化帶來的經(jīng)濟利益和性能改善的效果極其明顯。在航空航天飛行器中,由于結(jié)構(gòu)件重量的減輕帶來的燃油費用的減少與汽車相比,前者是后者的近100倍。而戰(zhàn)斗機的燃油費用的減少又是商用飛機的近10倍,此外,結(jié)構(gòu)件性能的提高還有助于提高戰(zhàn)斗機的戰(zhàn)斗力和使用壽命。
鎂及其合金的焊接水平，對我國航空航天技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，對我國科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，軍事力量的提升具有重要作用。先進材料的開發(fā)利用是提高航空航天技術(shù)和產(chǎn)品的先決條件，而制造技術(shù)又是這些材料得到應(yīng)用的前提。焊接加工是這些材料得以合理利用，充分發(fā)揮其效能不可或缺的技術(shù)。所以，焊接技術(shù)的開發(fā)，對這些材料的利用，對我國航空航天技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展意義重大。
隨著冶金技術(shù)的發(fā)展，材料生產(chǎn)成本的降低，鎂合金價格的回落，使得這些性能特別優(yōu)越的材料能夠在工業(yè)上應(yīng)用成為可能。但是，這些材料非常活潑，焊接性能很差，一般的焊接技術(shù)難以得到滿意的結(jié)果。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，近年來，對這些材料焊接性能和方法的研究取得了豐碩的成果，也得到了工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。本書整理匯總了國內(nèi)外鎂及其合金焊接的研究成果并加以總結(jié)、分析，為從事鎂及其合金焊接技術(shù)研究、應(yīng)用的工程技術(shù)人員提供參考資料。
本書本著在理論上講透、實踐上講夠的理念，力圖給讀者提供盡可能豐富的資料，但是由于我們水平有限，加之科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，有關(guān)新技術(shù)、新材料不斷涌現(xiàn)，因此，難免有不足之處，敬請廣大讀者指正、諒解。若本書對您有所裨益，我們不勝榮幸。在此，對本書引用資料的國內(nèi)外作者表示敬意和感謝!
大連交通大學(xué)于啟湛
前言
第1章 鎂及其合金概述1
1.1 鎂及其合金的特點及應(yīng)用1
1.1.1 鎂及其合金的特點1
1.1.2 鎂合金的應(yīng)用2
1.2 鎂的晶體結(jié)構(gòu)和性能3
1.2.1 鎂的晶體結(jié)構(gòu)3
1.2.2 鎂的性能3
1.3 鎂與其他元素的相互作用6
1.3.1 其他元素在鎂中的固溶6
1.3.2 鎂合金中的第二相8
1.3.3 合金元素對鎂合金性能的影響8
1.4 鎂合金的強化14
1.4.1 固溶強化14
1.4.2 彌散強化14
1.4.3 析出強化（沉淀強化）15
1.4.4 細(xì)晶強化15
1.4.5 形變強化15
1.4.6 復(fù)合強化15
1.5 鎂合金的分類和表示方法15
1.5.1 鎂合金的分類15
1.5.2 鎂合金的表示方法16
1.6 鎂合金的性能25
1.6.1 鑄造鎂合金的力學(xué)性能25
1.6.2 變形鎂合金的特點和力學(xué)性能25
第2章 鎂合金的焊接方法31
2.1 鎂合金的焊接性31
2.1.1 鎂合金焊接性能的分級31
2.1.2 鎂合金焊接的主要問題31
2.1.3 鎂合金焊接接頭的軟化33
2.2 鎂合金的焊接工藝36
2.2.1 鎂合金的焊前準(zhǔn)備36
2.2.2 適用于鎂合金氣體保護焊的填充材料39
2.2.3 鎂合金的焊前預(yù)熱和焊后熱處理39
2.3 鎂合金的焊接方法42
2.3.1 TIG焊42
2.3.2 MIG焊44
2.3.3 冷金屬過渡焊45
2.3.4 電子束焊46
2.3.5 激光焊47
2.3.6 攪拌摩擦焊48
2.3.7 電阻點焊50
2.3.8 鎂合金的釬焊53
2.3.9 鎂合金的粘接54
2.4 鎂合金焊后熱處理55
2.4.1 鎂合金焊后熱處理工藝55
2.4.2 鎂合金焊后熱處理可能遇到的問題58
第3章 典型鎂合金的焊接60
3.1 AZ31鎂合金的焊接60
3.1.1 AZ31鎂合金的TIG焊60
3.1.2 AZ31B鎂合金的MIG焊72
3.1.3 AZ31B鎂合金的等離子弧焊77
3.1.4 AZ31鎂合金的攪拌摩擦焊80
3.1.5 AZ31鎂合金激光TIG焊87
3.1.6 AZ31B鎂合金的電阻點焊89
3.1.7 AZ31B鎂合金的釬焊97
3.2 AZ61鎂合金的焊接99
3.2.1 AZ61鎂合金的釬焊99
3.2.2 AZ61鎂合金的電子束焊101
3.3 AZ91D鎂合金的焊接101
3.3.1 AZ91D鎂合金的TIG焊101
3.3.2 AZ91D鎂合金的瞬時液相擴散焊104
3.4 AM50鎂合金的攪拌摩擦焊109
3.5 阻燃鎂合金的攪拌摩擦焊111
3.6 鎂錳合金的激光焊114
3.7 ZM5鑄造鎂合金的焊接116
3.7.1 ZM5鑄造鎂合金的A-TIG焊116
3.7.2 ZM5鑄造鎂合金的激光-氬弧焊119
3.8 稀土鎂合金的焊接121
3.8.1 稀土鎂合金的激光焊121
3.8.2 稀土鎂合金的攪拌摩擦焊123
3.9 鎂鋰合金的焊接125
3.9.1 鎂鋰合金的焊接性125
3.9.2 鎂鋰合金的焊接工藝127
3.10 ZK60鎂合金的激光焊132
3.10.1 ZK60鎂合金的激光焊工藝132
3.10.2 焊接裂紋132
3.11 高強鎂合金的電阻點焊134
第4章 異種鎂合金的焊接137
4.1 異種鎂合金無填充材料的激光焊137
4.2 AZ31-AZ61的TIG焊138
第5章 鎂合金與鋁合金的異種金屬焊接142
5.1 概述142
5.1.1 鎂與鋁的焊接性142
5.1.2 鎂-鋁異種金屬的焊接方法142
5.2 純鎂-純鋁的焊接145
5.2.1 純鎂-純鋁的擴散焊145
5.2.2 純鎂-純鋁的TIG焊148
5.3 AZ31B鎂合金-6061鋁合金的焊接151
5.3.1 AZ31B鎂合金-6061鋁合金的攪拌摩擦焊151
5.3.2 AZ31B-H24鎂合金與6061-T6鋁合金厚板附加紅外線熱源的攪拌摩擦焊156
5.3.3 AZ31B鎂合金-6061鋁合金的真空擴散焊158
5.3.4 AZ31B鎂合金-6061鋁合金膠接焊160
5.3.5 AZ31B鎂合金-6061鋁合金的冷金屬過渡熔釬焊169
5.4 AZ31鎂合金-5052鋁合金的攪拌摩擦焊171
5.5 AZ91鎂合金-7075鋁合金的擴散焊174
5.6 AZ31鎂合金-5083鋁合金的瞬間液相擴散焊176
5.7 AZ91鎂合金-6016鋁合金板材的激光焊178
5.8 2A12-T4鋁合金-AZ31變形鎂合金的攪拌摩擦焊-釬焊181
5.9 Mg-Al異種金屬之間加中間層的攪拌摩擦焊187
第6章 鎂合金與鋼異種金屬的焊接191
6.1 概述191
6.1.1 鎂合金與鋼異種金屬的焊接性191
6.1.2 鎂合金與鋼異種金屬焊接方法192
6.2 鎂合金-鋼的冷金屬過渡（CMT）熔釬焊195
6.2.1 AZ31B鎂合金-HDG60鍍鋅鋼板的CMT熔釬焊195
6.2.2 鎂合金-裸鋼板的CMT熔釬焊198
6.3 AZ31B鎂合金-Q235鋼板的激光-TIG復(fù)合焊200
6.3.1 AZ31B鎂合金-Q235鋼板的激光-TIG復(fù)合填絲焊200
6.3.2 AZ31B鎂合金-Q235鋼板加鎳中間層的激光-TIG復(fù)合焊202
6.4 AZ31鎂合金-鍍鋅鋼板的焊接205
6.4.1 AZ31B鎂合金-鍍鋅鋼板的電阻點焊205
6.4.2 AZ31鎂合金-DP600鍍鋅鋼板的無匙孔攪拌摩擦點焊210
6.5 AZ31B鎂合金-304不銹鋼加中間層的擴散焊210
6.6 AZ31B鎂合金-超高強度鋼的MIG焊218
6.6.1 焊接方法218
6.6.2 無中間層的MIG焊219
6.6.3 采用AZ61焊絲222
6.6.4 加中間層的MIG焊222
第7章 鎂和其他材料的焊接224
7.1 鎂-鈦的瞬間液相擴散焊224
7.2 鎂-鈦的爆炸焊233
7.3 鎂-鈦的冷金屬過渡焊243
7.4 鎂-銅的冷金屬過渡焊2
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