鎂-鋼無匙孔攪拌摩擦點焊結(jié)合方式研究.pdf

1、輕量化在汽車發(fā)展中受到越來越多的關注，它也成為了汽車發(fā)展的新趨勢。而鎂及鎂合金是目前可應用的最輕的結(jié)構(gòu)材料，它的高比強度、比剛度和可回收利用等特點都是人們關注的焦點。鋼則是目前應用最廣泛的材料，所以鎂和鋼的焊接已成為國內(nèi)外共同關注并且急需解決的問題。
　　鎂和鋼的熔點差異非常大，鎂的熔點為650℃，鋼的熔點約為1500℃，而鎂的沸點為1107℃，所以這兩種金屬很難同時達到熔融態(tài)。同時，鎂在鐵中的固溶度幾乎為零?；谝陨显?，傳統(tǒng)的

2、熔焊方法很難實現(xiàn)鎂/鋼的焊接。而攪拌摩擦點焊可以實現(xiàn)鎂/鋼異種金屬的連接。
　　本文采用自行研制的攪拌針可回抽式攪拌摩擦焊機，用2mm厚的AZ31B鎂合金和純鎂分別與1mm厚的DP600鍍鋅鋼板和未鍍鋅鋼板進行搭接試驗。基于本課題組的研究結(jié)果表明，鎂/鋼無匙孔攪拌磨擦點焊接頭結(jié)合方式為機械結(jié)合和冶金結(jié)合共同作用，為了確定鎂/鋼無匙孔攪拌摩擦點焊接頭的兩種結(jié)合方式的作用，本試驗采用真空擴散焊試驗與其對比，選擇真空擴散焊搭接面積與無匙

3、孔攪拌摩擦點焊接頭連接面積相同的材料進行試驗。并對四組材料的兩種焊接方法下的接頭進行顯微組織、力學性能等分析。
　　鎂/鋼接頭機械結(jié)合分析表明：(1)鋼側(cè)的金屬呈“釘子狀”嵌入到鎂側(cè)基體中，在鋼和鎂的界面處，鋼和鎂呈鋸齒狀相互咬合，一部分鎂在攪拌針的劇烈攪動作用下被攪入到鋼基體中，鎂和鋼機械結(jié)合現(xiàn)象明顯；而真空擴散焊接頭，鎂和鋼的界面處基本平滑無變化狀態(tài)，無機械結(jié)合現(xiàn)象。(2)無匙孔攪拌摩擦點焊接頭抗剪切強度明顯優(yōu)于真空擴散焊接頭

4、抗剪切強度。
　　鎂/鋼接頭冶金結(jié)合分析表明：四組材料試驗中，相同材料的無匙孔攪拌摩擦點焊接頭和真空擴散焊接頭擴散程度大致相同，具有相同的冶金結(jié)合作用。(1)AZ31B鎂合金/DP600鍍鋅鋼界面生成Mg、Al、Zn、Fe等元素間的金屬間化合物及氧化物。(2)AZ31B鎂合金/未鍍鋅鋼界面主要為Al、Mg等元素間的化合物和氧化物。(3)純鎂/DP600鍍鋅鋼界面主要化合物為Mg、Zn等元素間的化合物和氧化物。(4)純鎂/未鍍鋅鋼界