AZ31B镁合金与316L不锈钢的搅拌摩擦钎焊及其中间层优化

赵启宏; 张贵锋; 畅海丞; 江馨; 王书杰

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (8) : 223 -232.

赵启宏, 张贵锋, 畅海丞, 江馨, 王书杰

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摘要

针对镁合金耐蚀性和耐磨性较差，以及传统熔焊方法难以有效连接镁和钢等问题，提出了采用搅拌摩擦钎焊技术连接AZ31B镁合金和316L不锈钢。首先，利用搅拌摩擦钎焊工艺制备不同厚度Zn箔和Ni箔的镁/钢搭接接头；然后，从接头的润湿性、微观组织和力学性能等方面研究其可行性；最后，阐明了不同钎料的界面反应特征和机制。实验结果表明：Zn箔只对镁合金一侧有良好的润湿性，对不锈钢表面几乎不润湿，Zn箔熔化后在接头处形成α-Mg+MgZn的共析组织，接头最大剪切强度为27.38 MPa,表现为脆性断裂；Ni箔对两侧母材润湿良好，在接头处形成亚共晶组织α-Mg_Ⅰ+[Mg（Ni）或α-Mg_Ⅱ+Mg₂（Ni, Al）]和共晶组织α-Mg+Mg₂（Ni, Al）或Mg₂Ni,接头剪切强度随钎料厚度的增加先增大后减小，在钎料厚度为0.03 mm时可达58.24 MPa,表现为脆性断裂+韧性断裂。提出的搅拌摩擦钎焊工艺可通过对中间层进行优化，获得致密性高、润湿性良好、单道焊幅宽、强度高的镁合金/不锈钢搭接接头。