鋁-鎂異種金屬“攪拌摩擦焊-釬焊”復合焊接工藝研究.pdf

1、鋁合金/鎂合金異種金屬結構在汽車、航空、航天、艦船等領域的應用前景廣闊。但是，由于鋁、鎂化學性質活潑以及它們在晶體結構等方面差異較大，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焊接時易形成脆性金屬間化合物，導致接頭的力學性能下降。
　　論文提出了“攪拌摩擦焊-釬焊”復合焊接新技術：在鋁/鎂異種金屬搭接焊時，將攪拌摩擦焊技術與釬焊技術相結合，在焊接過程中攪拌摩擦焊與釬焊這兩種焊接

2、方法同步進行，獲得了鋁/鎂異種金屬的“攪拌摩擦焊-釬焊”復合焊接接頭。攪拌摩擦焊-釬焊復合焊接技術綜合了攪拌摩擦焊和釬焊兩者的優(yōu)勢，能實現(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-釬焊復合焊接接頭的微觀組織、界面結構、元素分布進行了分析，研究了復合焊接接頭的力學性能。研究結果發(fā)現(xiàn)，采用攪拌摩擦焊-釬焊復合

3、焊接技術能夠獲得釬焊焊縫和攪拌摩擦焊焊縫共同存在的鋁/鎂異種金屬復合焊接接頭。其中，釬焊焊縫包括搭接區(qū)、固相擴散區(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）進入焊縫后，形成液態(tài)潤滑劑，降低焊接過程中的產熱，同時與其中的Al和Mg反應，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，促進了該區(qū)域的冶金反應，形成釬焊焊縫，兩方面的作用提高了復合焊接接頭的抗拉剪性能。
　　采用攪拌摩擦焊-釬焊復合焊接技術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，達到最大抗拉剪力的加工參數(shù)為焊接速度23.5mm/min、旋轉速度375rpm，此時最大拉剪力為5.5kN。復合焊接接頭最大抗拉剪力比攪拌摩擦焊接頭的最大