AZ31镁合金搅拌摩擦焊工艺研究

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1、制造技术研究航天制造技术制造技术研究AZ31镁合金搅拌摩擦焊工艺研究李宝华唐众民鄢江武聂绪胜陈莹沈明明魏宝华（红阳机电有限公司，孝感432100）摘要：采用带螺纹的搅拌头对10mm厚的镁合金在不同的工艺参数下进行搅拌摩擦焊，并观察了焊缝的表面形貌和显微组织，结果表明：当n/v比在一定的合适范围内时，才能获得焊缝成形优良的接头；焊核区的金属在搅拌头摩擦热和旋转搅拌的作用下发生塑性变形，并产生细小等轴状的动态再结晶晶粒，晶粒大小约为4.5µm，β-Mg17All2经过搅摩擦焊后弥散分布；前进侧和返回侧的金属均沿着焊核边缘向上迁移，前进侧焊缝过渡区

2、域金属流变剧烈，而返回侧过渡区域的金属流变较缓和，存在一个渐变的过渡区域。关键词：镁合金；搅拌摩擦焊；工艺参数；接头ResearchonFrictionStirWeldingProcessofAZ31MagnesiumAlloyLiBaohuaTangZhongminYanJiangwuNieXushengChenYingShenMingmingWeiBaohua（SanjiangSpaceGroupHongyangMachineryPlant,Xiaogan432100）Abstract：The10mmthickAZ31magnesiuma

3、lloyisweldedbyusingthreadedpinunderdifferentprocessparametersduringfrictionstirwelding,andthesurfaceandthemicrostructureoftheweldisobserved.Theresultsshowthat,inordertogetgoodqualityjoint,then/vratiomustkeepinanappropriterange;themetalinthenuggetzonedeformplasticallyunderth

4、efrictionheatandtheactionofthestiringofthepin,andproducesfineequaixeddynaticalrecrystallizationgrain,thesizeofthegrainisabout4.5µm,theβ-Mg17All2phasedisperseafterwelding;themetaloftheadvancingsideandtheretreatingsidetransferupwardalongtheedgeofthenuggetzone,andthemetalofthe

5、advancingsidedeformintensivly,however,themetaloftheretreatingsidedeformmoremorderate,andthereisaregrualtrsnsitonzoneintheretreatingside.Keywords：magnesiumalloy；frictionsitrwelding；processparameter；joint1引言金搅拌摩擦焊接的研究大部分停留在实验阶段，国内许多学者针对不同镁合金进行了搅拌摩擦焊试验[4，5]搅拌摩擦焊是英国焊接研究所发明的一种新的

6、研究，已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的镁合金焊接技术。该技术适合于高强铝合金、镁合金等航包括AZ系列（Mg-Al-Zn）、AM系列（Mg-Al-Mn）等，空航天材料的焊接，避免了传统熔焊出现的气孔、然而，迄今为止还未实现镁合金搅拌摩擦焊的工业化[1，2]裂纹等缺陷。镁合金是最轻的金属结构材料，应用。具有比强度高、减震性好、铸造和切削加工性能优本文对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接的工艺进行了良、易于回收再利用等优点，在航天型号产品的结研究，观察并分析了焊缝的表面形貌以及显微组织。[3]构减重具有很大的优势，但与铝合金相比，镁合作者简介：李宝华（198

7、2-），工程师，材料加工工程专业；研究方向：搅拌摩擦及熔焊工艺。收稿日期：2012-08-283制造技术研究2012年10月第5期2实验材料及方法型缺陷。焊缝的表面成形质量与焊缝的线能量有关，若焊接速度过小，n/v比过大，单位线能量过大，焊试验用材料为板厚10mm的AZ31镁合金，其外缝表面会出现过热现象，焊接时焊缝表面会出现丝状形尺寸为300mm×50mm，采用带螺纹的搅拌头焊接，镁屑；而当焊接速度过大时，n/v比过小，单位线能搅拌针的长度为9.5mm，焊接设备型号为量过小，焊缝金属热量不足，金属热塑性程度不够，FSW-3LM-006，在不

8、同的焊接参数下将两板对缝拼焊焊接时焊接缝就会出现沟槽型缺陷，只有n/v比在一在一起，参见图1所示。焊后观察焊缝的表面形貌，定的范围内，才能获得质量良好的焊接接头。并