鋁/鎂異種金屬攪拌摩擦焊研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

陳玉華，謝吉林，戈軍委，曹文明

(南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院，南昌 330063)

鋁合金耐蝕性好、比強(qiáng)度高，同時(shí)具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，被廣泛地應(yīng)用于航空航天、軌道交通、汽車工業(yè)等領(lǐng)域中[1]。鎂合金是一種比鋁合金更輕的有色金屬，具有較高的比強(qiáng)度和比剛度，同時(shí)還具有良好的抗震性能和電磁屏蔽性能[2]。鋁/鎂異種金屬的復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮兩種金屬的優(yōu)良性能，揚(yáng)長避短，具有重要的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。然而，由于鎂和鋁在晶體結(jié)構(gòu)等物理化學(xué)性能方面存在巨大的差異，兩者之間容易生成各種脆性金屬間化合物，導(dǎo)致兩者的焊接存在較大的問題，難以獲得理想的焊接接頭[3]。攪拌摩擦焊(FSW)是由英國焊接研究所于1991年發(fā)明的新型固相連接技術(shù)，焊接過程中，母材不熔化，能夠有效地避免如氣孔、裂紋、夾雜等缺陷，對(duì)于異種金屬的焊接具有較大的優(yōu)勢(shì)[4]。許多學(xué)者對(duì)鋁/鎂異種金屬的攪拌摩擦焊接進(jìn)行了深入地研究，文中從異種金屬的攪拌摩擦焊接的工藝角度，包括焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭的影響、接頭的顯微組織與金屬間化合物，以及接頭的力學(xué)性能、改進(jìn)的新型工藝介紹等幾個(gè)方面進(jìn)行綜述。

1 焊接工藝研究現(xiàn)狀

攪拌摩擦焊接的工藝參數(shù)通常包括焊接速度、攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度。同時(shí)，對(duì)于異種金屬焊接，材料相對(duì)攪拌針?biāo)幍奈恢靡约皵嚢栳樀钠疲矔?huì)影響焊接接頭的成形以及承載能力[5]。焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭的熱輸入、溫度分布以及材料流動(dòng)有直接的影響，異種材料的焊接過程中，由于材料性能的差異，導(dǎo)致對(duì)焊接工藝參數(shù)的敏感性高于同種材料的焊接，特別是材料的位置以及攪拌針的偏移。……