镍中间层对铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接头微观组织的影响

摘要

采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW),引入厚度为0.05 mm镍箔作为中间层,在焊接速度不变条件下,采用不同转速对厚度为4 mm的6061铝合金和AZ31镁合金进行平板对接,对接头进行系列微观组织表征及力学性能测试,探讨转速对接头中镍颗粒分布状态,金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)种类与分布及接头强度的影响规律.研究结果表明:与未引入中间层接头相比,引入镍改变了铝/镁异种金属FSW接头焊核区(weld nugget zone,WNZ)中IMCs种类及分布,WNZ存在明显的镁合金与铝合金相间的带状组织,其上分布着絮状Al_(12)Mg_(17)、颗粒状Mg_(2)Ni、层状Al_(3)Mg_(2)及大小不一的镍箔颗粒;随着转速增加,镍箔颗粒分布愈加均匀,Al_(3)Mg_(2)数量相对减少,且脆性Al_(3)Mg_(2)由连续分布逐渐演变为断续分布;当转速为750 r/min时,接头抗拉强度达到最大值,与未引入中间层接头相比,引入镍中间层接头抗拉强度提高了56 MPa,达到镁合金的56.9%.