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镁合金和铝合金都具有密度低、比强度高等特点,因而大量的应用于工程、航空、航天和汽车制造等领域。镁合金与铝合金在传统的熔化焊接的过程中极易形成金属间化合物、裂纹和气孔等缺陷,从而极大的恶化了焊接接头的性能,难以获得性能良好的接头,而搅拌摩擦焊这种固相焊接方法能避免上述缺陷的产生,改善接头性能。本文采用搅拌摩擦焊搭接焊的方法,对3mm厚AZ31B镁合金与6061铝合金的焊后接头力学性能和微观组织进行了实验与研究。研究了不同焊接工艺参数(旋转速度,焊接速度,搅拌头针长)对焊后镁/铝接头界面组织及各种力学性能的影响。并以此研究了在镁/铝焊接接头界面处添加铜箔或锌箔焊后镁/铝接头界面组织及各种力学性能。结论如下:(1)搅拌针长度及焊接参数的选择是否合适对3mm厚AZ31B镁合金与6061铝合金搭接焊焊接接头的表面成型和力学性能影响很大。当旋转速度和焊接速度过小时容易出现表面犁沟、孔洞和开裂等缺陷,而选择合适的搅拌针及焊接参数时,焊缝表面平整无明显的缺陷。(2)在3mm厚AZ31B镁合金与6061铝合金搅拌摩擦搭接焊中间加入0.01mm厚的铜箔后,接头力学性能有所改善。在搅拌针长为3.0mm,旋转速度为900r/min,焊接速度为50mm/min时,焊接接头最大拉剪强度能达到6022.078N。加入的Cu元素弥散的分布在接头的整个界面处,接头检测出Al2Mg,Al3Mg2,Al6CuMg4,Al2Cu,Mg2Cu等物相,明显限制了Mg/Al金属间化合物的生成。(3)在3mm厚AZ31B镁合金与6061铝合金搅拌摩擦搭接焊中间加入0.02mm厚的锌箔后,接头力学性能进一步提升。在旋转速度为900r/min1300r/min时,接头最大拉剪强度随着旋转速度的升高而降低。在搅拌针长为3.0mm,旋转速度为900r/min,焊接速度为50mm/min时,焊接接头最大拉剪强度能达到6425.466N。在搭接界面处,Zn元素向Mg侧与Al侧中自由扩散,且在界面结合过渡区含量最高。接头检测出了Al3Mg2,Al12Mg17,Mg-Zn共晶组织及Mg-Zn-Al化合物等物相的衍射峰。