【摘 要】
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镁/铝合金都具备低密度、高比强度和存量丰富等优点,被广泛运用于电子设备、汽车和船舶等行业。镁合金和铝合金的应用范围宽广,两材料的连接技术成为热门研究方向。作为新型固相连接技术,搅拌摩擦焊可以实现镁铝合金的优质连接。本文选用2.5mm厚度的5083铝合金和AZ31镁合金为研究母材,通过选择不同的焊接工艺参数对镁铝异质合金进行异种金属搅拌摩擦焊焊接。利用万能拉伸强度机、显微硬度计、金相显微镜、扫描电子
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镁/铝合金都具备低密度、高比强度和存量丰富等优点,被广泛运用于电子设备、汽车和船舶等行业。镁合金和铝合金的应用范围宽广,两材料的连接技术成为热门研究方向。作为新型固相连接技术,搅拌摩擦焊可以实现镁铝合金的优质连接。本文选用2.5mm厚度的5083铝合金和AZ31镁合金为研究母材,通过选择不同的焊接工艺参数对镁铝异质合金进行异种金属搅拌摩擦焊焊接。利用万能拉伸强度机、显微硬度计、金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）以及X射线衍射（XRD）对焊接接头的力学性能、微观组织和物相组成进行研究,获得了焊接工艺参数和力学性能之间的关系。主要研究结论如下:（1）焊接参数对焊接接头的外观形貌影响较大,合适的参数可以获得外观良好的接头。热输入较低参数的接头表面会出现起皮、沟槽等缺陷;热输入较高参数的接头会出现飞边、焊缝表面粗糙等缺陷。（2）接头抗拉强度整体会随着旋转速度的增加而上升,但当旋转速度超过950r/min后,抗拉强度降低;接头抗拉强度随着前进速度的增加而降低。最大抗拉强度在旋转速度为950r/min和前进速度为50mm/min处,为168MPa.（3）接头的显微硬度会随着旋转速度的增加而上升,但过了950r/min后,硬度下降;接头的显微硬度随着前进速度的增加而下降。并且所有的焊接接头根部都出现弱连接,显微硬度最低值为焊缝中心线处,焊核区的硬度高于母材区,热机影响区的硬度最高,热影响区的硬度最低。（4）焊核区的晶粒经过动态回复再结晶变得细小均匀,并且随着旋转速度和前进速度的增加,焊核区的晶粒变得更细小,分布也更均匀;热机影响区部分晶粒被拉长弯曲,热影响区的晶粒变得粗大。镁铝界面过渡区混合层的厚度随着旋转速度和前进速度的增加变得更窄。（5）焊接接头断口随着旋转速度的增加,由脆性断裂逐渐变为韧性断裂,在850-50接头断口发现隧道缺陷;接头断口随着前进速度的增加,由塑形断裂演变为脆性断裂,在950-20接头断口处反常地出现孔洞缺陷,在950-60接头断口处又发现隧道缺陷。950-50的接头断口形貌较为平整,没有多余的焊接缺陷。（6）对850-40、950-50和950-40参数的焊接接头进行X射线衍射分析,发现接头结合处除了Mg、Al单质外,还含有Al3Mg2和Al12Mg17两种高脆相化合物。
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