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镁合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望
摘要
镁合金因其重量轻、强度高、导热性好等特点，逐渐成为汽车、航空航天、电子等领域的重要材料。然而，由于其低熔点、易氧化、与钢铁接触时容易产生电化学腐蚀等缺点，使得镁合金的焊接成为制约其应用的瓶颈之一。搅拌摩擦焊因其无需加入其他填充材料、不产生可熔渣、不影响材料组织性能等优点，逐渐成为镁合金焊接领域的新热点。本文旨在综述目前国内外在镁合金搅拌摩擦焊领域的研究现状和展望，并对未来发展方向进行了探讨。
关键词：镁合金；搅拌摩擦焊；研究现状；展望
Abstract
Magnesiumalloyhasgraduallybecomeanimportantmaterialinthefieldsofautomobile,aerospace,electronicsandsoonbecauseofitscharacteristicsoflightweight,highstrengthandgoodthermalconductivity.However,duetoitslowmeltingpoint,easyoxidation,andeasyelectrochemicalcorrosionwhenincontactwithironandsteel,theweldingofmagnesiumalloyshasbecomeoneofthebottlenecksthatrestrictitsapplication.Stirfrictionwelding,whichhastheadvantagesofnoneedforotherfillermaterials,nomoltenslag,andnoinfluenceonmaterialmicrostructureandproperties,hasgraduallybecomeanewhotspotinthefieldofmagnesiumalloywelding.ThispaperaimstopresentareviewofthecurrentresearchstatusandprospectsofmagnesiumalloystirfrictionweldinginChinaandabroad,andtoexplorefuturedevelopmentdirections.
Keywords:Magnesiumalloy;Stirfrictionwelding;Researchstatus;Prospects
1.研究现状
1.1搅拌摩擦焊的原理
搅拌摩擦焊是一种将两个金属部件通过搅拌和摩擦生热，并在一定的条件下，使两个部件实现焊接的新型焊接技术。其焊接原理主要是利用摩擦热切削材料表面形成塑性变形区，并通过搅拌将两部件塑性变形区域混合在一起，从而实现焊接。
1.2镁合金的焊接问题
镁合金因其重量轻、强度高、导热性好等特点，被广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。然而，由于镁合金的低熔点和活泼性，其焊接困难，主要表现为：
（1）氧化层的形成：在焊接过程中，氧化膜会使焊接区域温度升高，从而加剧焊接过程中的氧化。
（2）金属间化合物的生成：镁和铁的存在会导致金属间化合物的生成，从而降低焊接强度。
（3）热裂纹的产生：焊接时，镁合金的热膨胀系数和线性热膨胀系数较大，易导致热裂纹的产生。
1.3镁合金搅拌摩擦焊的优点
相比于传统的镁合金焊接技术，镁合金搅拌摩擦焊有着以下显著优点：
（1）无需加入其他填充材料：搅拌摩擦焊过程中，两个部件仅通过摩擦产生的热量进行熔接，不需要添加任何填充材料，避免了填充材料的组织和性能不稳定等缺陷。
（2）不产生可熔渣：搅拌过程中不会产生熔渣，减小了焊接过程中奥氏体析出和裂纹的可能性。
（3）不影响材料组织性能：搅拌摩擦焊不涉及材料的熔化，不会影响材料的组织和性能，保持了焊接区域的原始组织。
1.4镁合金搅拌摩擦焊的研究现状
目前，国内外对镁合金搅拌摩擦焊的研究已经得到了广泛的关注。国内的研究主要集中在以下几个方面：
（1）工艺优化：通过改变工艺参数，如转速、下压力、搅拌深度、保持时间等，来优化焊接工艺。
（2）金属间化合物：通过控制加热、焊接速度等工艺参数，来控制金属间化合物的生成。
（3）微观组织和力学性能：对镁合金搅拌摩擦焊接头的微观组织和力学性能进行了研究。国外的研究主要集中在材料的选择、工艺参数的优化、焊接接头的表面质量等方面。近年来，还有学者尝试将搅拌摩擦焊与其他焊接技术结合，以扩展其应用范围。
2.展望
镁合金搅拌摩擦焊在镁合金焊接领域已经取得了不俗的成果。然而，仍有许多问题需要进一步解决。
（1）研究不够深入：镁合金搅拌摩擦焊的机理仍不十分清楚，需要进一步深入的研究。
（2）存在金属间化合物问题：金属间化合物的生成仍是限制其应用的因素之一