Zn中间层对镁/钢搅拌摩擦搭接焊组织与性能的影响

对AZ31B镁合金板和DP600高强钢进行搅拌摩擦搭接焊试验,研究了旋转速度和添加不同厚度Zn箔中间层对镁/钢搭接接头宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。结果表明,Zn箔中间层的添加对镁/钢搭接接头强度有明显影响,接头剪切载荷随Zn箔中间层厚度和旋转速度的增大呈先增大后减小的趋势。当焊接速度为80 mm/min、下压量为0.1 mm、旋转速度为900 r/min、Zn箔中间层厚度为0.05 mm时,接头剪切强度达到最大值104MPa,此时接头断口表现为韧脆混合断裂。Mg与Zn在镁/钢界面处发生反应生成MgZn、MgZn2、Mg2Zn3、Mg2Zn11金属间化合物。通过第一性原理计算Mg-Zn系金属间化合物的弹性常数及模量,结果显示此类化合物中除MgZn呈现较小的脆性外,其他均呈塑性。

锌锡复合合金化对镁/铝FSLW组织与性能的影响

通过设计正交试验研究了添加Zn箔或Sn箔,以及Zn箔和Sn箔复合添加来进行界面合金化Mg/Al异种合金搅拌摩擦搭接试验。结果表明,进给速度对接头力学性能的影响最大,Zn箔厚度对接头力学性能的影响程度大于Sn箔。在Sn箔和Zn箔厚度均为0.05 mm、焊接速度为110 mm/min、旋转速度为750 r/min时,焊接接头的拉伸剪切强度最大。相较于单独添加Zn箔或Sn箔,复合添加的接头中脆性Mg-Al金属间化合物的含量更低,接头组织主要由Mg-Zn-Al三元相、Mg-Zn金属间化合物组成,接头力学性能比单独添加Zn或Sn时提升了35%左右。