鎂鋁合金攪拌摩擦點焊研究.pdf

1、在汽車輕量化工業(yè)中，鎂鋁合金的焊接問題是制約其大范圍應用的關鍵問題之一。攪拌摩擦點焊技術以其固有的優(yōu)勢成為了鎂鋁合金焊接中的首選技術，有望取代傳統(tǒng)的電阻點焊工藝，成為汽車生產(chǎn)線上的主要連接方法。本文主要針對汽車用鎂鋁合金材料，研究了攪拌摩擦點焊接頭的微觀結構、力學性能以及攪拌區(qū)內(nèi)材料的流動方式。
　　 首先，對同種鎂合金的攪拌摩擦點焊進行了研究。在AZ31點焊接頭中，Hook尖端背離中心孔的方向，而在AM60點焊接頭中，Hook

2、指向中心孔邊緣；AZ31和AM60攪拌摩擦點焊接頭的力學性能由結合寬度、Hook彎曲程度和Hook尖端到最近自由表面的距離所決定，其中在AZ31接頭中，該距離為Hook尖端到接頭上表面之間的距離，而在AM60接頭中，該距離為Hook尖端到中心孔邊緣的距離。
　　 其次，對異種鎂合金的攪拌摩擦點焊進行了分析。AZ31/AZ91點焊接頭熱機械影響區(qū)內(nèi)存在大量由低熔點共晶引起的裂紋，攪拌區(qū)不存在材料的混合；而AZ91/AZ31點焊接頭

3、的攪拌區(qū)則由上下板材料交替分布的層片狀結構組成，是上下板材料進入攪拌區(qū)時剪切混合的結果。AZ91/AZ31點焊接頭的力學性能主要由Hook尖端到中心孔邊緣距離的大小決定。
　　 然后，對異種鋁合金的攪拌摩擦點焊進行了討論。A15754/A16111點焊接頭的結合寬度隨攪拌頭壓入深度的增加而線性增大，攪拌區(qū)由上下板材料交替分布的層片狀結構組成；使用平面無螺紋型攪拌頭，當攪拌針長度為2.2mm時，A15754/A16111點焊接頭具

4、有最高的力學性能，高度鋸齒狀的Hook以及較高的(h/d)比值是獲得具有良好力學性能的關鍵。
　　 最后，對追蹤材料的選擇以及焊接過程中材料的流動進行了分析。提出了將引入追蹤材料前后的點焊接頭進行對比，觀察微觀組織結構、溫度和扭矩等的變化可以對追蹤材料有效性的加以判斷；重點研究了攪拌區(qū)內(nèi)材料的流動方式，提出攪拌區(qū)內(nèi)的材料流動方式為螺旋狀的垂直方向的旋轉流動，區(qū)別在于在簡單螺紋型條件下，層片結構的形成始于攪拌針上螺紋的頂部；而在平