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2.4 镁合金焊后热处理

2.4.1 镁合金焊后热处理工艺

表2-21和表2-22分别为镁合金和变形镁合金焊后去应力退火的工艺。为了避免应力腐蚀开裂,铝的质量分数大于1.5%的变形镁合金的焊接接头需要焊后去应力退火。

表2-23给出了镁合金铸件的焊后热处理工艺参数。焊后不要求固溶处理的Mg-Al-Zn系镁合金铸件应当在260℃之下去除应力退火1h。如果需要焊后固溶处理+时效,表2-24给出了适用于镁合金的固溶处理+时效。Mg-Al-Zn系镁合金热处理时,焊件应当在260℃的炉中慢慢升温到固溶温度,以避免非平衡共晶熔化而形成空洞。焊件从260℃升温到固溶温度所需要的时间由焊件尺寸、化学成分、质量、断面厚度而定,但是,不少于2h。而其他镁合金可以在固溶处理温度之下装入炉中,保温适当时间之后空冷。

表2-21 镁合金焊后去应力退火的工艺

表2-22 变形镁合金焊后去应力退火的工艺

表2-23 镁合金的焊后热处理工艺参数

(续)

① 焊接F态的AZ63A必须用AZ63A焊条,因为385℃12h会导致用AZ92A焊条焊接的焊点晶粒过分长大;AZ92A焊条常用于T4或T6状态的AZ63A的焊接,除非按规范要用AZ63A焊条。

② 先加热到260℃,以不高于83℃/h的速度加热到指定温度。

③ 用二氧化碳或二氧化硫作为保护气氛。

④ 345℃ 2h导致蠕变强度稍有降低。

⑤ 或EZ33A。

时效温度和时效时间对材料和焊接接头的力学性能都有影响。图2-10和图2-11分别所示为AZ63A和AZ92A的屈服强度与时效温度和时效时间的关系及250℃时效时时效时间对WE54A-6T硬度和拉伸性能的影响。

表2-24 适用于镁合金的固溶处理+时效

(续)

① 从加工的F态时效至T5状态。

② 除不同的引用外。

③ 除另有说明外,固溶处理后以及随后时效前铸件用快速风冷至室温。400℃以上用二氧化碳、二氧化硫或二氧化碳中加0.5%~1.5%的六氟化硫作为保护气氛。

④ 镁-铝-锌合金固溶处理时装入260℃的炉中并以均匀的升温速度在2h以上达到所需温度。

⑤ 为防止晶粒过分长大采用另一种热处理:(413±6)℃ 6h,(352±6)℃ 2h,(413±6)℃ 10h。

⑥ 另一种处理:(232±6)℃ 5h。

⑦ 另一种处理:(216±6)℃ 4h。

⑧ 另一种处理:(216±6)℃ 5~6h。

⑨ 为防止晶粒过分长大,采用另一种处理:(407±6)℃ 6h,(352±6)℃ 2h,(407±6)℃ 10h。

⑩ 从固溶处理温度在65℃的水或其他适当的介质中淬火。

⑪ 为开发满意的性能,这种处理是适当的;可随后在(177±6)℃加热16h以使力学性能稍有改善。

⑫ ZE63A合金必须在特殊的氢气氛中固溶处理,因为通过它的某些合金元素的氢化可使其力学性能得到提高,氢化时间与切面厚度有关;作为一个标准,6.4mm切面需要近10h,而19mm切面需要大约72h,随后的固溶处理,ZE63A应该在油、水雾或吹风中淬火。

⑬ 另一种处理:(218±6)℃8h。

⑭ 另一种处理:(482±6)℃10h。

2.4.2 镁合金焊后热处理可能遇到的问题

1.氧化

镁合金极易氧化,甚至于燃烧。为此,应当在充满惰性气体的炉中进行热处理。

2.熔化空洞

Mg-Al-Zn系镁合金焊接接头热处理时,焊件在260℃炉中升温太快,或者含有Zn或Zr的镁合金超过固溶温度或者超过固相线时,会形成空洞。因此Mg-Al-Zn系镁合金焊接接头热处理时,焊件在260℃炉中需要2h以上的时间逐步升温到固溶温度,并且保证固溶温度不超过设计温度,就可以防止上述问题的发生。

3.晶粒长大

为了防止晶粒长大,采用表2-24中注⑤和注⑨的方法就可以。

4.燃烧着火

镁合金很容易剧烈氧化而发生燃烧着火,镁合金表面的油脂、污物、水分及炉中的污染物和湿气等都会发生燃烧着火。

图2-10 AZ63A和AZ92A的屈服强度与时效温度和时效时间的关系

图2-11 250℃时效时时效时间对WE54A-6T硬度和拉伸性能的影响

镁合金燃烧着火,不能用水来灭火。一旦发生燃烧着火,首先关闭所有能源、燃料及保护气,可以采取将镁合金与氧及空气隔绝,用专门用于镁合金的灭火粉末覆盖来灭火,还可以用三氟化硼(BF 3 )或者三氯化硼(BCl 3 )气体,将其导入炉中:三氟化硼(BF 3 )最小浓度达到质量分数的0.04%,直到火灭及炉温降到370℃以下;三氯化硼(BCl 3 )最小浓度达到质量分数的0.4%,三氯化硼与加热的镁合金反应,能够形成一种保护膜,也直到火灭及炉温降到370℃以下。 UaQ9olvhT75LJ/58DdMMz+c1UDiKfkrdw8uU1VDevruzFuO3IxUGHWoUo08t5Pyn

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