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随着汽车轻量化目标的发展,铝/钢复合结构越来越受到人们的重视。采用铝合金代替传统的钢结构可以有效地减轻汽车的重量,从而达到节约能源、减少二氧化碳排放的效果。回填式搅拌摩擦点焊是一种固相焊接方法,可以很好地实现铝/钢连接。然而,不同腐蚀电位材料组成的接头,在电解质溶液中会面临严峻的电偶腐蚀问题。因此,基于铝/钢混合结构的应用背景和回填式搅拌摩擦点焊技术的优势,本文重点研究了铝/钢回填式搅拌摩擦焊接头不同区域的腐蚀行为,探究了钢板表面镀锌层对接头腐蚀行为的影响机理。本论文从实际出发,实验材料均为汽车专用铝合金板(Aleris Superlite 200 ST铝合金板)和低碳钢板(ST16钢板和ST06 Z镀锌钢板)。采用回填式搅拌摩擦点焊技术实现铝合金板和钢板的连接,然后借助扫描电镜、电子探针显微镜和激光共聚焦显微镜等设备对铝/钢接头的微观组织和腐蚀形貌进行了表征,通过设计浸泡腐蚀、原位观察和电化学等实验对铝/钢异种金属焊接接头不同区域的腐蚀行为进行了系统研究,并进一步探究了镀锌层对接头腐蚀行为的影响机理。通过对ST-铝合金/ST06 Z镀锌钢接头微观组织的分析,将接头横截面分为母材(BM)、热影响区(HAZ)、热机影响区(TMAZ)、搅拌套作用区(SAZ)和搅拌针作用区(PAZ)五个区域。浸泡腐蚀实验和电化学实验结果表明:ST-铝合金/ST06 Z镀锌钢回填式搅拌摩擦点焊接头各区域的耐腐蚀性能优劣依次为:热机影响区>母材>热影响区>搅拌套作用区>搅拌针作用区。在含有Al-Zn混合层的搅拌套作用区和搅拌针作用区(都属于焊核区)都发生了严重腐蚀,使得这两个区域成为了整个接头中耐腐蚀性能最薄弱的位置。为了进一步探究被严重腐蚀的Al-Zn混合层的腐蚀机理,对比了两种不同接头ST-铝合金/ST06 Z含镀锌层接头,ST-铝合金/ST16无镀层接头)的腐蚀行为。与ST-铝合金/ST16钢接头相比,ST-铝合金/ST06 Z镀锌钢接头腐蚀更为严重。这是因为在焊接的过程中,镀锌钢表面的镀锌层会随着搅拌针的搅动流到焊核区与塑性铝合金发生混合,形成Al-Zn混合层。与Al-Fe-Si相、铝合金基体和钢基体相比,混合层的电位最低。在ST-铝合金/ST06 Z镀锌钢接头中,镀锌层为阳极,钢为阴极,阳极和阴极的表面积比约为1:15,形成了小阳极和大阴极的剧烈腐蚀系统。而在无镀锌层的接头中,铝合金基体为阳极,钢为阴极,阳极与阴极的表面积比约为3:2,电偶腐蚀程度较小。此外,在混合层内部发现微孔、裂纹等缺陷导致了点蚀在缺陷位置易于形核。在混合层内部的晶界上发现了Zn、Mg偏聚,导致了严重晶间腐蚀。因此,镀锌层对铝/钢回填式搅拌摩擦点焊接头的耐蚀性能起着负面作用。此外,原位观察实验发现,ST-铝合金/ST06 Z镀锌钢接头的焊核区受到两种类型的点蚀,这两种点蚀形成原因分别与Cl-对钝化膜的破坏和Al-Fe-Si相与基体金属形成的局部微电偶有关。而ST-铝合金/ST16钢接头除了界面位置以外,焊核区其他区域的点蚀仅与Cl-有关,点蚀程度轻微,未发现沿着Al-Fe-Si相周围发生的点蚀。剧烈的电偶腐蚀作用可以促进点蚀围绕着Al-Fe-Si相周围发生,但电偶腐蚀的作用范围有限。