转速对厚板铝/镁异种材料搅拌摩擦焊摩擦产热及界面组织的影响

通过改变搅拌头转速对20 mm厚的铝/镁异种材料进行搅拌摩擦焊,利用K型热电偶测温、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、电子探针(EPMA)等测试方法,研究了搅拌头转速对摩擦产热、焊缝成形及界面组织的影响规律.结果表明,在同一转速下,板厚方向上存在温度梯度,自上而下温度逐渐降低,铝侧界面上下温差高于镁侧界面;同一厚度上相对称的两点,铝侧界面的峰值温度高于镁侧界面.随着转速的增加,摩擦产热增多,但是增幅显著减小.焊缝成形随着转速的增加逐渐变差;在转速为375 r/min时,接头镁侧界面上部存在12μm厚的连续带状Al3 Mg2层和74μm厚的Mg+Al12 Mg17共晶层,中部IMCs层和共晶层厚度较上部减小,下部只存在Al3 Mg2和Al12 Mg17 IMCs层,并未发现共晶层.随着转速增加,镁侧界面处的IMCs层与共晶层的厚度显著增加,接头断裂发生在镁侧界面的Al3 Mg2层和铝合金带之间.