鎂—鋁異種金屬無(wú)匙孔攪拌摩擦點(diǎn)焊工藝與性能的研究.pdf

1、隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，汽車輕量化顯得尤其重要，鎂合金、鋁合金等輕質(zhì)量高強(qiáng)度的材料首當(dāng)其沖的被應(yīng)用。因此解決鎂合金與鋁合金的連接問(wèn)題就成了制約鎂鋁合金在汽車上應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
　　本實(shí)驗(yàn)對(duì)2mm厚的AZ31B鎂合金和3mm厚的6061鋁合金進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，研究工藝參數(shù)對(duì)點(diǎn)焊接頭力學(xué)性能和顯微組織變化的影響，對(duì)點(diǎn)焊接頭的連接機(jī)理進(jìn)行了分析。建立了剪切力函數(shù)Y關(guān)于攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度N，軸肩摩擦停留時(shí)間T和攪拌針伸出長(zhǎng)度L的響應(yīng)，Y=5.28+

2、0.10×N+0.27×T+0.48×L-0.056×N×T-0.014×N×L-0.61×T×L-0.24×T2-0.24×N2-0.49×L2;建立了曲面響應(yīng)圖和等高線，從中可以直觀的觀察到工藝參數(shù)對(duì)點(diǎn)焊接頭剪切力的影響，并且優(yōu)化出當(dāng)N=1000r/min，T=4s，L=3.5mm時(shí)點(diǎn)焊接頭的抗剪切力達(dá)到最大值為5.28KN;對(duì)點(diǎn)焊接頭的斷口分析認(rèn)為，斷裂在微觀上表現(xiàn)為解理斷裂，宏觀上表現(xiàn)為脆性斷裂。斷裂一種發(fā)生在Mg/Al的結(jié)合界

3、面處，另一種發(fā)生在鎂合金的熱影響區(qū)處;對(duì)接頭鎂合金、鋁合金和攪拌區(qū)內(nèi)的典型特征組織進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了條狀和塊狀的鋁合金和“洋蔥環(huán)”組織。對(duì)點(diǎn)焊接頭區(qū)域進(jìn)行了XRD以及EDS分析，認(rèn)為點(diǎn)焊接頭區(qū)域產(chǎn)生了Al12Mg17和Al3Mg2金屬間化合物，且有兩種層狀組織，分析認(rèn)為一種為鎂合金層狀組織，另一種為Mg，Al12Mg17和Al3Mg2的金屬間化合物層狀組織。對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行了溫度的測(cè)量，測(cè)量的鋁鎂結(jié)合界面最高溫度均低于共晶溫度，結(jié)合對(duì)點(diǎn)焊