マグネシウム合金溶接でよくある欠陥

(1) 粗大な結晶

マグネシウムは融点が低く、熱伝導率が高い。溶接時には高出力の溶接熱源が必要です。溶接部および継ぎ目近くの領域は、過熱、結晶粒成長、結晶偏析などの現象が発生しやすく、これらにより接合部の性能が低下します。

(2) 酸化と蒸発

マグネシウムは非常に酸化力が強く、酸素と簡単に結合します。溶接プロセス中に MgO が生成しやすいです。 MgO は融点が高く (2 500 ℃)、密度が高い (3.2 g/cm-3) ため、溶接部に小さなフレークが形成されやすいです。固体スラグの混入は溶接の形成を著しく妨げるだけでなく、溶接の性能も低下させます。高い溶接温度では、マグネシウムは空気中の窒素と容易に結合して窒化マグネシウムを形成します。窒化マグネシウムスラグの混入も溶接金属の塑性低下を引き起こし、継手の性能を悪化させます。マグネシウムの沸点は低く（1100℃）、アークの高温下では蒸発しやすいです。

(3) 薄肉部の焼き抜け・倒壊

薄い部品を溶接する場合、マグネシウム合金の融点は低く、酸化マグネシウムの融点は高いため、この 2 つは容易には溶けず、溶接作業中に溶接シームの溶けるプロセスを観察することが困難になります。温度が上昇しても溶融池の色はあまり変化しないため、溶けて崩壊しやすくなります。

(4) 熱応力とクラック

マグネシウムおよびマグネシウム合金は、熱膨張係数が鋼の約 2 倍と比較的高く、溶接プロセス中に重大な溶接応力や変形が発生しやすいです。マグネシウムは、一部の合金元素（Cu、Al、Niなど）と容易に低融点共晶を形成します（Mg Cu共晶温度480℃、Mg Al共晶温度430℃、Mg Ni共晶温度508℃など）。 、脆性温度範囲が広く、高温亀裂が容易に形成されます。研究により、w (Zn) > 1% の場合、熱脆性が増大し、溶接亀裂が発生する可能性があることが判明しました。マグネシウムに w (Al) ≤ 10% を添加すると、溶接部の結晶粒径を微細化し、溶接性を向上させることができます。少量の Th を含むマグネシウム合金は溶接性が良く、割れにくい傾向があります。

(5) 気孔

マグネシウムの溶接では水素気孔が発生しやすく、マグネシウムへの水素の溶解度も温度の低下とともに急激に減少します。

(6) マグネシウムおよびその合金は、大気環境での溶接中に酸化および燃焼しやすいため、溶融溶接時には不活性ガスまたはフラックス保護が必要です。