镁合金与钢的有效连接技术研究：挑战与进展

前言

随着镁合金在汽车结构中的施用越来越多，镁合金和钢之间的有效连接引起了很多关注。但是，由于镁钢的电导率，导热系数，热膨胀系数，熔点等的巨大差异，实现镁钢镁合金和钢之间有效连接是极其挑战的。各种焊接方法，例如电弧，摩擦搅拌和电阻点焊接，已用于镁钢的不同金属焊接。例如，通过添加Ni或Cu中间层，可以实现镁钢接头的良好静态强度，而镁基材料的剪切强度几乎为100％，并且使用电阻式焊接焊接，镁镁关节力量为95％。问题是镁钢质异质金属焊接接头的疲劳性能是否也不错，因为迄今为止尚未报道此类研究。

在公共文献中，只有少数关于其他金属疲劳强度的报道。据报道，异质金属焊缝的疲劳强度远低于基本材料和相同金属焊缝的疲劳强度。例如，铝制对接接头焊缝的疲劳强度比铝碱材料低30％。摩擦搅拌点焊接铝钢的疲劳强度约为一半的铝 - 铝斑点焊接。据报道，脆弱的金属间化合物是异质金属关节性能差的主要原因，因为异质金属焊缝的疲劳失败总是发生在形成金属间化合物的界面上，通常具有低临界应力强度和快速裂纹因子和快速的裂纹因子和快速裂纹。传播率。

这项工作的目的是评估镁钢质异质金属电阻点焊接接头的微观结构和疲劳特性，并确定其断裂机制。为了进行比较，本文还研究了镁镁关节的疲劳特性。

这项研究的结果“材料和设计”期刊上发表了“ Mg-to-teel不同电阻点焊缝的微观结构和疲劳特性”。

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文本

图1显示了镁镁异质金属电阻点焊接接头的微观结构。如图所示，在晶粒边界处的富含铝相位在融合区（FZ）和镁镁关节焊缝的热影响区（HAZ）中都观察到。 EDS的结果表明，受热区是较明亮的区域。这与其他焊接方法（例如电弧焊接和激光焊接）一致，该方法与微膜片和成分液化有关。然而，如图1（a）所示，在扫描电子显微镜（SEM）下，AZ31B镁基本材料中富含铝的相几乎是看不见的，因为这些富含铝的相位已溶解在母体的热处理期间。板处理过程中的板处理。中间。

图1。镁镁异质金属电阻点焊接接头的微观结构。

图2显示了镁钢质异质金属电阻焊接接头的微观结构。镁钢接头的微观结构可以分为三个不同的区域，从界面沿连接区域的界面中心到外部（从图2（a）中的右至左）：熔体腌制（镁合金融化并悬挂到钢。如图2（b）所示，在SEM下，在固态和熔融区域之间的界面中未观察到连续的金属间化合物层，这可能是关节强度与镁岩镁菌相比的原因关节强度。相反，具有微观金属间化合物层的界面（例如铝制接头）具有低疲劳强度。值得注意的是，在焊接区域，锌沿晶界渗入镁基本材料（图2（a）和（c））。

图2。镁 - 钢铁异质金属电阻点焊接接头的微观结构。

图3是最大循环载荷2.0 kN的镁钢接头疲劳破坏的典型横截面图像。镁钢接头焊缝的裂纹从钢和镁末端的缺口根开始，但分别向不同的方向延伸，如图3（a）和图（b）所示。在镁的末端，裂缝扩散到镁基本材料中，直到发生故障。在钢端，裂纹仅沿镁钢界面延伸至FZ的距离400-500μm，该距离比FZ大小（9.4 mm）小得多。这表明，镁钢界面的裂纹膨胀率远低于镁基材料中的裂纹，这证实了镁钢接口具有更好的关节强度。

图3。镁钢电阻点焊接接头在最大2.0 kN的最大负载下：（a）镁端； （b）钢端。

文章的亮点

本文评估了镁钢质异质金属电阻点焊接接头的微观结构和疲劳特性。

本文确定了镁钢关节的断裂机理。

本文比较了镁镁关节的微结构和疲劳特性。

本文由Jiafu编辑