鋁-鎂異種金屬“攪拌摩擦焊-釬焊”復(fù)合焊接工藝研究.pdf

1、鋁合金/鎂合金異種金屬結(jié)構(gòu)在汽車、航空、航天、艦船等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。但是，由于鋁、鎂化學(xué)性質(zhì)活潑以及它們在晶體結(jié)構(gòu)等方面差異較大，采用熔焊方法焊接時，容易形成氣孔、裂紋以及夾雜等缺陷，難以獲得合格的焊接接頭。采用攪拌摩擦焊技術(shù)焊接時易形成脆性金屬間化合物，導(dǎo)致接頭的力學(xué)性能下降。
　　論文提出了“攪拌摩擦焊-釬焊”復(fù)合焊接新技術(shù)：在鋁/鎂異種金屬搭接焊時，將攪拌摩擦焊技術(shù)與釬焊技術(shù)相結(jié)合，在焊接過程中攪拌摩擦焊與釬焊這兩種焊接

2、方法同步進(jìn)行，獲得了鋁/鎂異種金屬的“攪拌摩擦焊-釬焊”復(fù)合焊接接頭。攪拌摩擦焊-釬焊復(fù)合焊接技術(shù)綜合了攪拌摩擦焊和釬焊兩者的優(yōu)勢，能實(shí)現(xiàn)鋁/鎂異種金屬的良好連接。
　　論文以純Zn作為釬料對2A12鋁合金/AZ31鎂合金異種金屬進(jìn)行了“攪拌摩擦焊-釬焊”連接，采用SEM、EDS以及微區(qū)XRD對攪拌摩擦焊-釬焊復(fù)合焊接接頭的微觀組織、界面結(jié)構(gòu)、元素分布進(jìn)行了分析，研究了復(fù)合焊接接頭的力學(xué)性能。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用攪拌摩擦焊-釬焊復(fù)合

3、焊接技術(shù)能夠獲得釬焊焊縫和攪拌摩擦焊焊縫共同存在的鋁/鎂異種金屬復(fù)合焊接接頭。其中，釬焊焊縫包括搭接區(qū)、固相擴(kuò)散區(qū)、釬焊區(qū)。釬焊焊縫的組成為Al、Mg與Zn的固溶體以及MgZn2金屬間化合物，沒有生成Al-Mg系金屬間化合物。
　　釬料Zn在接頭中主要有兩方面的作用：（1）進(jìn)入焊縫后，形成液態(tài)潤滑劑，降低焊接過程中的產(chǎn)熱，同時與其中的Al和Mg反應(yīng)，形成Al-Mg-Zn系的金屬間化合物，抑制焊縫中 Al-Mg系金屬間化合物的生成；

4、（2）釬料在軸肩作用區(qū)域內(nèi)被液化，被軸肩鍛壓力擠出，對異種金屬的原始接觸界面有凈化作用，促進(jìn)了該區(qū)域的冶金反應(yīng)，形成釬焊焊縫，兩方面的作用提高了復(fù)合焊接接頭的抗拉剪性能。
　　采用攪拌摩擦焊-釬焊復(fù)合焊接技術(shù)獲得的焊接接頭的抗拉剪力隨著焊接速度的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。并且，達(dá)到最大抗拉剪力的加工參數(shù)為焊接速度23.5mm/min、旋轉(zhuǎn)速度375rpm，此時最大拉剪力為5.5kN。復(fù)合焊接接頭最大抗拉剪力比攪拌摩擦焊接頭的最大