搅拌摩擦焊接ZK60镁合金弯曲性能与断裂行为研究

王向杰¹，冯蕾²，武靖亭³，肖新华¹，苏蓓蓓¹

1. 湖北理工学院机电工程学院2. 湖北工程职业学院交通工程学院3. 天津航天机电研究所宇航产品中心

摘 要：搅拌摩擦焊接过程中被焊区材料发生剧烈塑性变形,进而导致焊缝微观组织及接头力学性能发生显著改变,但有关镁合金焊接接头弯曲性能的研究报道极少。本实验以铸造固溶态ZK60镁合金为研究对象,采用背弯和面弯两种弯曲试验方案,探索搅拌摩擦焊接ZK60镁合金的微观组织演变及对接头弯曲性能与断裂行为的影响规律。研究发现,焊接后焊缝区晶粒尺寸显著降低,平均晶粒尺寸从59μm左右降低至4μm左右。ZK60镁合金接头的弯曲性能远高于母材样品,且面弯样品的弯曲强度高于背弯样品。经过大挠度弯曲变形后ZK60母材及面弯试样都发生开裂,但背弯样品中未见裂纹的萌生及扩展。分析认为,接头过渡区/搅拌区界线处的织构突变对搅拌摩擦焊接ZK60镁合金的弯曲断裂行为影响不大。

关键词：搅拌摩擦焊;ZK60镁合金;弯曲强度;断裂行为;微观组织;