镁锂合金焊丝开发及其产业化研究①

近年来，镁及镁合金焊丝在航空航天、军工及汽车等方面的应用越来越广泛。其中，镁锂合金焊丝与其他焊接材料相比具有密度低，强度、塑性、切削加工等性能优异的特点，因此受到国内外专家学者们的极大青睐。

镁锂合金的优点是：在合金系中密度最小，当锂含量超过31%后，其密度小于1g/cm3，能够形成漂浮在水面上的合金；具有较高的比强度和比刚度，普通钢的刚性为1.00，铝为8.19，镁为18.90，镁锂合金为22.68，明显高于其他普通金属；减振降噪效果好，镁锂合金构件在外力作用下容易变形，使受到的应力均匀分布，在一定条件下可避免过高的应力集中；低温塑性良好，可在室温下塑性加工成型，也可铸造成型和半固态注塑成型，加工成品率较高；具有良好的阻尼性能、电磁屏蔽性能和焊接性能[1,2]。

镁锂合金在航空航天、汽车及武器装备等领域内的应用过程中往往涉及到很多焊接问题。镁锂合金母材虽然具有良好的机械性能，但是在焊接过程中受到焊接热输入的影响，性能会发生很大变化，使得镁锂合金焊接出现焊缝气孔多、焊接热裂纹倾向大及焊接强度低等问题，这些问题都极大地降低了焊接接头的强度，严重影响了镁锂合金的发展。为此，国内外专家学者经过多年的研究，从合适的配用焊丝、合理的焊接工艺、良好的焊接焊后处理手段等方面出发来解决上述问题，使得镁锂合金在相关领域中能够更好地发挥它的优势。

1 镁锂合金研究现状与发展趋势

1.1 国外的研究发展情况

1910年，德国学者Masing在研究锂、钠、钾与镁的相互作用时，意外发现镁、锂之间可以发生结构转变，并认为该结构是超结构。这项工作为后来镁锂合金的研究提供了可靠的依据[3]。

大数据所带来的便利令人惊异，但前提是提取大量个人信息，在某些情况下还需识别个人身份，并不可避免地共享信息，即一种以牺牲个人身份信息为代价的方式。由于大数据的技术力量来自于二次使用的数据集产生无限多样的对未来情势的预判和见解，因而随着越来越多的政府、企业或其他机构应用大数据技术，人们的身份将越来越受到各种预测和推断的影响。更令人担忧的是，这些预测和推断不一定都是正确的。

20世纪30年代，许多研究学者对镁锂合金二元平衡相图进行了测定，研究了镁锂合金的结构转变，证实了当锂含量增加到5.7%时会出现hcp(密排六方)-bcc(体心立方)转变[4]。

不行，我不能这么做。我收回了伸出去的手，侧过身面向墙壁，心想，没人知道我不愿意帮他，我可以把这个秘密埋藏在心底。我闭上双眼，睡意袭来，可每当我快要进入梦乡时，艾尔的哭声就会把我吵醒。

美国国际商业机器公司与洛克希德导弹与航空公司根据NASA报告中提到的LAl41合金信息，对LAl41合金进行了深入研究，使镁锂合金在航天飞机运载火箭零部件上得到了成功应用，使火箭减重20kg，极大地节约了燃料。

前苏联科研工作者经过研究，开发出了MA21镁锂合金和MAl8镁锂合金，这两种镁锂合金具有可焊接性和可锻造性，且强度、塑性和组织稳定性都较好，并利用这两种合金制造了在航天飞机和宇宙飞船上使用的零部件。1983年，苏联科学家还研究了MA21镁锂合金的超塑性特性，实现了镁锂合金的超塑成型，扩展了镁锂合金的应用领域。

c. 将φ9.50mm的镁锂合金棒材通过水箱拉丝机从φ9.50mm→φ7.85mm→φ6.25mm→φ5.50mm→φ4.25mm→φ3.75mm→φ2.35mm→φ1.98mm逐步制成丝材，经过表面处理后层绕成完整的焊丝；

1.2 我国的研究发展情况

我国对镁锂合金的研究起步较晚，20世纪80年代才开始对镁锂合金的铸造、热处理及新型合金开发等工作开展了有关研究。经过近几十年的研究，发表了诸多学术文章和研究报告。特别是张密林等，广泛开展了超轻镁锂合金的研究工作[5～8]。

哈尔滨工程大学开展了以熔盐电解镁锂合金为主要方向的研究工作，并且在低温电解制备镁锂合金方面取得了一些进展，为我国超轻镁锂合金的发展做出了重要贡献。

高性能镁锂合金焊丝的成分及其质量百分比为：Mg的质量百分含量为88%，Al的质量百分含量为4%，余量为Li和杂质；其中杂质成分包括0.003%的Zn、0.002%的Ca、0.002%的Cu和0.004%的Ag，以上各杂质成分总含量不得超过0.43%。

2 高性能镁锂合金焊丝的开发

为了解决镁锂合金在焊接时存在的焊缝气孔多、焊接热裂纹倾向大和焊接强度低的问题[12～17]，笔者提出了一种高性能镁锂合金焊丝。技术方案如下：

此种高性能镁锂合金焊丝的制备方法如下：

b. 试验合金挤压-拉拔工艺设计及其变形机制。对镁锂合金焊丝而言，在挤压、拉拔成型过程中应力状态对塑性影响较大，使之难以进行拉拔成型。在焊丝拉拔过程中经常出现断丝的现象，这主要是因为焊丝杂质含量高、晶粒粗大，导致合金塑性下降，无法满足自动化焊接的需要。而选定合适的挤压-拉拔-成型工艺，对焊丝进行性能分析，可以研究其变形机制。

c. 试验合金结晶退火热处理工艺。为了避免拉拔过程中出现断丝现象，需要对焊丝进行退火处理，如均匀化退火、淬火、固溶时效及混合热处理等。均匀化退火是为了保证冷轧工艺的顺利进行，还可以使合金的组织成分均匀化；淬火工艺能够改善合金组织；固溶时效处理能够产生时效强化，提高合金性能。在进行热处理时，可以通过控制退火温度、时效时间等来确保焊丝的综合性能，形成有利于拉拔工艺的热处理工艺，进而分析试验合金的软化机制。

方差分析结果表明，播种方式对苗高影响差异极显著(FC=262.02>F0.01(2，2)=99.0)，播种时间、种实采后处理方法对苗高影响差异不显著(FB=1.29、FA=0.952，均小于F0.05(2，2)=19.0)，各因素对粗糠树苗高影响的顺序依次为播种方式>播种时间>种实采后处理。在温棚中播种粗糠树的苗高最大，其次是露地低床，露地营养袋播种苗高最小，结合多重比较结果(表3)可以看出，用剥除果皮的种子，10月15日在温棚苗床播种苗高最大。

d. 试验合金焊丝的焊接实验性及其影响机制。镁锂合金极易被氧化，表面生成氧化膜，焊接过程中，焊丝的夹渣、表面油污和氧化膜常会产生气孔、夹渣等焊接缺陷，严重时会形成焊接裂纹，影响焊接质量。因此，在拉拔后要进行表面处理。在焊接时，要确定合适的电流和电压，必须使用惰性气体或者焊剂进行焊接保护，以防在高温停留阶段发生氧化反应。在焊接试验时，还需要考虑镁锂合金焊接的热裂纹敏感度和焊接接头的机械强度。焊接后，对焊接试样进行硬度分析、抗拉强度分析和焊缝区组织分析，从而判断镁锂合金焊丝的质量。

MGD患者白内障手术前后OSDI差异具有统计学意义（F=1193.031，P＜0.001），术后1、2、3个月较术前上升66.7%、82.4%、85.2%，。

二是交融性。①课程教学内容与会计工作内容相融合；②会计学专业教学环境与企业工作环境相融合，从而改变传统师生身份的界定，高校师生关系转化成企业员工关系，而企业员工也同时兼任“教师”职务。

笔者采用合适的配用焊丝、合理的焊接工艺和良好的焊接焊后处理手段，得到了超轻镁锂合金，其密度为1.62g/cm3、抗拉强度在340MPa以上、延伸率为12%～16%，板材的最小直径能够达到1.98mm。同时，研究了镁锂合金在不同退火温度下的组织性能变化，得到的焊丝产品成分组织均匀、性能良好。

3 实例分析

3.1 实例1

高性能镁锂合金焊丝的成分及其质量百分比为：Mg的质量百分含量为87%，Al的质量百分含量为3%，余量为Li和杂质；其中杂质成分包括0.002%的Zn、0.001%的Ca、0.001%的Cu和0.002%的Ag，各杂质成分总含量不超过0.58%。

b. 采用林肯Precision TIG 1 85型手工直流氩弧焊机进行单面成型焊接，在焊接过程中，由于铝合金的热敏感系数较高、传热速度较快，因此选定焊接工艺为焊接电流80A、焊接电压12～13V、焊接速度2.0mm/s、氩气流量8～10L/min；

a. 将特定成分的镁锂合金进行真空熔炼；

b. 将熔炼好的镁锂合金铸锭通过模具挤压成φ9.50mm的棒材；

在宁夏扶贫工作已进入攻艰克难的阶段，适时加大力度发展人身险业务一则响应国家扶贫攻坚战略的贯彻落实。二则在已有扶贫经验的基础上，依托互联互通的医疗资源（银川作为全国互联网医院基地，入驻有17家医院，可与其合作，依托线上+线下的服务便捷优势，将优质医疗资源下沉至贫困地区的乡镇、村，提升基层医疗服务水平），有助于建立多层次的保险服务组织体系，并不断进行产品与服务的持续开发，为保险行业“扶贫攻坚”探索方向。

c. 将φ9.50mm的镁锂合金棒材通过水箱拉丝机从φ9.50mm→φ7.85mm→φ6.25mm→φ5.50mm→φ4.25mm→φ3.75mm→φ2.35mm→φ1.98mm逐步制成丝材，经过表面处理后层绕成完整的焊丝；

2.2 两组患儿治疗前、后免疫功能指标比较 治疗前两组患儿CD4+、CD8+、CD4+/CD8+水平差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后两组患儿CD4+、CD4+/CD8+水平低于治疗前且观察组低于对照组，CD8+水平高于治疗前且观察组高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

d. 对镁锂合金焊丝进行焊接试验，焊后熔敷金属抗拉强度达到330MPa，延伸率达11%～12%。

该焊丝的应用过程如下：

a. 先将母材用丙酮溶液擦拭，进行化学清洗，然后吹干；

此种高性能镁锂合金焊丝的制备方法如下：

c. 将焊后的焊接接头放入XL-1温箱式电阻炉中，在170℃下保温20h并进行人工时效处理，以增加焊接接头强度；

各年级学科实践活动开展得丰富多彩：6年级开展了走进圆明园实践课程；1～2年级观看木偶剧艺术家进校园；3年级走进大自然寻找秋天，做叶画等活动。我们努力尝试摸索学科内综合、跨学科、多主题、多层次的学科实践活动课程。

传统的财务管理体系，难以应对企业合并重组过程中所产生的财务风险。因此财务部门应统一各环节的财务管理目标，以降低财务风险。例如，财务部门首先要建立起财务交接制度，在该制度中物资变化都应得到责任人的确认。当盘点中出现物资缺失的情况时，责任人将承担赔偿责任。其次，财务部门应在合并重组的过程中，成立闲置资产处置小组。该小组可对企业的产能进行有效评估，从而确定出闲置设备。同时该小组也应当在市场中了解这部分设备的公允价值，并依据市场环境设置浮动范围。若出售价格高出公允价值，处置人应当得到相应的奖励。

d. 对焊接试样进行力学性能测试，焊后熔敷金属抗拉强度达到330MPa，同时延伸率达到了12.9%。

挂断电话，林露白想打给魏舟又没打，领证的事不了了之，他们之间的联系一天比一天少，最后，是林露白说的分手，魏舟没有说什么。

3.2 实例2

迄今，我国已基本掌握了制备和加工镁锂合金的关键技术，所获得的超轻镁锂合金的密度为1.40～1.65g/cm3，抗拉强度达到300MPa以上，延伸率为8%～15%。并已获得了不同尺寸的棒材、板材及角型材等，其中板材的最小厚度能达到0.20mm。这些材料有望在需要减轻质量的装置上获得应用[9～11]。

a. 试验合金成分。目前，镁锂合金的综合力学性能不理想是制约它广泛应用的主要原因之一。因此，通常采用合金化来改善镁锂合金的综合力学性能。众多研究者对镁锂合金中各合金元素对组织与性能的影响进行了分析检测，这些被检测的合金元素主要包括Mg、Al、Zn、Si、Cu及稀土元素等。根据镁锂合金冶炼后的铸态组织性能了解这些合金元素对镁锂合金综合力学性能的影响。

a. 将特定成分的镁锂合金进行真空熔炼；

高性能镁锂合金焊丝的成分及其质量百分比为：Mg的质量百分含量为89.0%，Al的质量百分含量为5.0%，余量为Li和杂质；其中杂质包括0.005%的Zn、0.004%的Ca、0.003%的Cu和0.006%的Ag，各杂质成分总含量不超过0.63%。

日本对镁锂合金的研究始于20世纪80年代，日本科学家在认真总结美苏两国关于镁锂合金研究工作的基础上研究了Mg-Li二元合金和Mg-Li-Al三元合金，并取得了相应的成果。

d. 对镁锂合金焊丝进行焊接试验，焊后熔敷金属抗拉强度达到349MPa，延伸率达到了15.6%。

该焊丝的应用过程如下：

a. 先将母材用丙酮溶液擦拭，进行化学清洗，然后吹干；

b. 采用林肯Precision TIG 1 85型手工直流氩弧焊机进行单面成型焊接，在焊接过程中，由于铝合金的热敏感系数较高、传热速度较快，因此选定焊接工艺为焊接电流80A、焊接电压12～13V、焊接速度2.0mm/s、氩气流量8～10L/min；

c. 将焊后的焊接接头放入XL-1温箱式电阻炉中，在170℃下保温20h并进行人工时效处理，以增加焊接接头强度；

d. 对焊接试样进行力学性能测试，焊后熔敷金属抗拉强度达到349MPa，延伸率达到了15.6%。

3.3 实例3

b. 将熔炼好的镁锂合金铸锭通过模具挤压成φ9.50mm的棒材；

此种高性能镁锂合金焊丝的制备方法如下：

a. 将特定成分的镁锂合金进行真空熔炼；

计算上述四个结果的关键点在于如何推算出泵效水平、理想沉没率和安全下泵深度三个基准值，就很容易计算出上述结果。

b. 将熔炼好的镁锂合金铸锭通过模具挤压成φ9.50mm的棒材；

结果显示，16号样本预测值为4.387 4，实际值为4.06，误差8.06%，17号样本预测值为4.925 8，实际值为4.92，误差0.12%，18号样本预测值为7.685，实际值为8.04，误差4.42%。

c. 将φ9.50mm的镁锂合金棒材通过水箱拉丝机从φ9.50mm→φ7.85mm→φ6.25mm→φ5.50mm→φ4.25mm→φ3.75mm→φ2.35mm→φ1.98mm逐步制成丝材，经过表面处理后层绕成完整的焊丝；

d. 对镁锂合金焊丝进行焊接试验，焊后熔敷金属抗拉强度达到330MPa，延伸率达11%～12%。

该焊丝的应用过程如下：

a. 先将板材用丙酮溶液擦拭，进行化学清洗，然后吹干；

b. 采用林肯Precision TIG 1 85型手工直流氩弧焊机进行单面成型焊接，在焊接过程中，由于铝合金的热敏感系数较高、传热速度较快，因此选定焊接工艺为，焊接电流80A、焊接电压12～13V、焊接速度2.0mm/s、氩气流量8～10L/min；

c. 将焊后的焊接接头放入XL-1温箱式电阻炉中，在170℃下保温20h并进行人工时效处理，以增加焊接接头强度；

d. 对焊接试样进行力学性能测试，焊后熔敷金属抗拉强度达到338MPa，延伸率达到了14.8%。

4 结束语

高性能镁锂合金焊丝是航空航天技术以及现代通信技术领域的急需物资。通过上述分析，对该类项目以及同类型项目的技术研究与产业化开发无疑是有方法论意义的。纵观世界各国对于镁锂合金的研究，从20世纪60年代开始，关于镁锂合金方面的论文在逐年增加，各国对镁锂合金的研究一直都在进行，并且取得了某些技术上的突破。相信在不久的将来，镁锂合金一定会成为现代科技轻量化需求的重要材料之一。

参 考 文 献

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产量与果枝数、蕾数和铃数具有极显著相关，因此，在农林间作系统中，保持果枝数为一定水平下增加蕾数和铃数是棉花高产的关键。后期水分胁迫对棉花产量具有不利影响，在减量灌溉的条件下，可以考虑将前期的水分后移，通过水分的合理运筹来实现农林间作系统的高产高效。