43、圆柱形螺纹工具销轮廓对ZE42镁合金搅拌摩擦焊力学和冶金性能的影响

圆柱形螺纹工具销轮廓对ZE42镁合金搅拌摩擦焊力学和冶金性能的影响

1. 引言

ZE42系列镁合金因其卓越的机械性能，在航空航天、汽车和运输等商业领域吸引了广泛关注。与其他稀土成分相比，它在不同温度下仍能展现出增强的拉伸性能。此外，ZE42合金在成分优化方面也有诸多应用，如提高时效硬化响应、改善放电行为以及增强Mg - Al - Sn合金阳极的电化学性能。然而，对于Mg - Al - Sn合金的焊接过程，目前的研究相对较少。而可靠的焊接工艺对于这些合金在商业领域的应用至关重要。

搅拌摩擦焊（FSW）是一种绿色固态连接技术，它避免了传统熔焊技术常见的焊接问题。此前虽有对FSW ZE42镁合金的研究，但对于螺纹工具销轮廓在不同焊接速度下对ZE42合金的XRD、FTIR、微观结构、力学和热重特性的影响，以及焊接后Mg - 5Al - 3Sn的力学性能与微观结构之间的关联，尚未有深入研究。因此，本研究主要聚焦于FSW对Mg - ZE42合金在不同焊接速度下的这些特性的特殊影响。

2. 材料与方法

• 材料 ：选用尺寸为120mm（长）×50mm（宽）×6mm（厚）的Mg - ZE42板材作为基础材料。
• 工具 ：使用由H13钢制成的简单FSW工具，搭配长度为3.7mm、直径为5mm的锥形工具销。
• 焊接过程 ：将基础材料牢固地固定在砧座上，在FSW机器上以2.5°的倾斜角进行焊接。肩部压入深度约为0.15mm，经过多次预实验，确定旋转速度约为1050rpm，以获得具有出色力学和外观性能的少缺陷焊缝。