镁铝异质搅拌摩擦焊搭接接头微观组织分析
铝合金具于密度小、比强度高、成形性好及低温性能好等特点，用其代替钢铁材料，可大大减轻构件的重量。镁合金的密度约为铝合金的2/3，具有较高的比强度和比刚度，并具有较强的抗震能力，在航空航天、汽车制造和轨道交通等行业具有广阔的应用前景。尤其在汽车、摩托车等交通运输领域，镁合金和铝合金都已被大量使用，镁铝异种金属的连接因此也受到了广泛关注。采用熔焊方法焊接镁铝异质材料时，由于热输入较大，极易形成金属间化合物，很难获得良好的焊缝，甚至不能形成连续的焊缝。搅拌摩擦焊(FSW)是由英国焊接研究所于1991年提出的一种固态塑化连接方法，与传统熔焊相比，不会出现气孔、裂纹和元素烧损等缺陷，接头部位没有大范围的热塑性变化过程，因此特别适合镁铝异质金属的焊接。
目前国内外对镁铝异质FSW搭接的研究较少，随着镁铝合金在交通运输领域的应用越来越广泛，研究镁铝异质FSW搭接具有很强的现实意义和工程意义。本文主要针对镁铝异质FSW搭接接头不同区域的微观组织进行分析，以便为进一步研究镁铝异质FSW搭接工艺提供理论依据。
实验选用AZ31镁合金和5083铝合金板材，规格为200mm×100mm×3mm。AZ31镁合金的成分为（质量分数，%）：0.01Si，0.027Fe，0.015Cu，0.48Mn，0.88Zn，0.0005Ni，3.1Al，余量为Mg。5083铝合金的成分为（质量分数，%）：4.0Mg，0.4Si，0.4Fe，0.1Cu，0.4Mn，0.15Cr，0.25Zn，0.15Ti，余量为Al。
在搅拌摩擦焊机上进行搭接试验，搭接长度为40mm。采用圆锥带螺纹的搅拌头，轴肩直径16mm，搅拌针长2.6mm。焊接参数为：焊接速度50mm/min，旋转速度1350r/min。焊后选取外观成型良好的接头，沿垂直于焊缝的方向截取试样，经镶嵌、细磨后，进行抛光处理，制成金相试样。
采用FSW搭接工艺成功的实现厚度为3mm的镁铝异质金属的焊接。从焊接接头的微观组织形貌中可以看出，镁铝界面处存在一个不同于母材组织的过渡层，且过渡区晶粒均匀细小。过渡层在前进侧近似为三角形，在后退侧近似为圆弧形，其中弥散分布着大量白色树枝状晶体；在焊核过渡区中，存在着柱状树枝晶向胞状树枝晶的过渡。通过对接头过渡区进行XRD衍射分析可知，过渡层中弥散分布的白色树枝状晶体为Mg17Al12，在焊核过渡区中分布的柱状晶为Al3Mg2。（榕霖）
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 12-32 | HRB400E | 长治市创发商贸有限公司 | 首钢长钢(首钢长钢) | 0 | 详情 |
| 热轧卷板 | 3.75*1500 | Q235B | 苏州鑫昊欣金属科技有限公司 | 沙钢(玖隆物流) | 3630 | 详情 |
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| 低合金板 | 210 | Q355NB | 舞钢市坤钰供应链管理有限公司 | 舞钢(产业集聚区) | 0 | 详情 |
| 无缝管 | 76*35 | 45# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城(东银库) | 4230 | 详情 |
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