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稀土镁合金搅拌摩擦焊工艺研究
一、引言
稀土镁合金具有优异的力学性能和物理化学性质，因此被广泛应用于汽车、航空航天、电子仪器及农机等领域。然而，在进行稀土镁合金件制作时，传统的焊接工艺因激光焊缺陷、气孔、裂纹等问题，使得其在稀土镁合金的焊接中应用受到了较大的限制。为此，摩擦焊工艺成为了一种可行的稀土镁合金焊接方法。
本文针对稀土镁合金搅拌摩擦焊工艺的研究进行探讨，主要从实验方法、实验结果与分析以及工艺优化等方面进行详细讲解。
二、实验方法
1.实验样品制备
本次实验中，采用的是常规气氧火焰切割方法制备长50mm、宽20mm、厚2mm的稀土镁合金试样。
2.实验仪器
本实验主要使用的设备有摩擦焊机、扫描电子显微镜(SEM)、万能材料试验机等。
3.实验具体步骤
将试样放置在摩擦焊机上的夹具上，并在试样表面涂上适量的石墨涂料，以减少其摩擦力；接下来，在外形相同的夹具上设置加热器，并从夹具的底部加热试样，直至其达到相应的温度；然后启动摩擦头，使其在一定的压力下旋转，摩擦头旋转后将稀土镁合金套管的端面熔融，形成摩擦发热区，最后关掉摩擦机，保持约1秒的退火时间，制作成稀土镁合金焊接试样。
三、实验结果与分析
1.宏观形貌观察
通过对实验结果进行比对发现：在进行不同参数组合的搅拌摩擦焊实验时，试件出现位移现象，这是由于试样表面废气和摩擦焊边缘的摩擦热引起的；此外，在实验中发现，当摩擦温度过高时，搅拌过程中套管表面几乎全部熔化，且起到的作用不明显，这时一般会出现当套管熔化部分任然无法达到较好的摩擦焊接合效果。
2.显微结构分析
实验过程中，使用SEM对摩擦焊合部的显微组织结构进行了观察分析。结果表明：该焊接方式能够将基材中的一些小型铁素体颗料破坏并向外扩散，对于稀土镁合金的微观结构和力学性能有着一定的影响。
四、工艺优化
通过上述实验和分析，可以看出在摩擦焊接时，以不断改变摩擦参数来达到优化工艺的效果。在本次实验中，较好的处理压力为70KN，转速为1200rpm的参数组合。在优化后的摩擦焊接实验中，可以看出焊缝表面光洁平整，脆性裂纹及气孔现象大大减少，焊接试件的力学性能有所提升。
五、结论
本次实验通过对稀土镁合金搅拌摩擦焊工艺研究，发现其中的一些主要影响因素，包括擦轮转速、擦轮接触面积、处理压力等。通过对这些参数进行优化，可以得到较好的焊接效果，并且实现了优化工艺的较好控制。该研究为稀土镁合金的摩擦焊接工艺提供了重要的参考。