锌夹层添加对镁-铝异种金属搅拌摩擦点焊接头组织与性能的影响

摘要

对于镁-铝异种金属的搅拌摩擦点焊(Friction stir spot weld,FSSW),镁-铝界面处连续分布的脆性Mg-Al金属间化合物是影响其强度的关键因素。针对AZ31镁合金和2024铝合金薄板的FSSW,采用0.1 mm厚纯锌箔作为预置夹层,分析锌夹层添加对接头微观组织与力学性能的影响。结果表明,无夹层时,接头中仅在钩状区中的镁-铝界面处生成了厚度约为5μm的连续金属间化合物层,其余部分以机械结合为主,接头拉剪载荷仅为0.8 k N。锌夹层添加后,降低了钩状区中靠近匙孔一侧的过渡层厚度(约2μm),并使钩状区外侧界面处生成了新型Al-Zn、Zn-Mg化合物组织,起到了阻碍该区域Mg-Al金属间化合物生成的作用,达到了促进镁、铝之间冶金结合的效果。与无夹层相比,有夹层接头拉剪载荷提高了75%,达到1.4 k N。