《表3 EDS成分分析 (原子百分比)》

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《下压力对铝/镁搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响》

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从图4（a）中可以看到，当下压力为28kN时，靠近底部界面处有金属间化合物薄层生成。该薄层形成的原因可以理解为下压力较小时，搅拌针扎入待焊板材深度较浅，使得焊接过程中的热输入量较低，导致焊缝底部界面温度没有达到共晶点，铝/镁之间发生互扩散。Yamamoto等[10]的研究也表明低热输入时，金属间化合物是由于铝/镁原子的相互扩散形成的。当下压力逐渐增加时，观察底部界面处，如图4（b）～（c）所示，可以看到底部界面处的金属间化合物层变厚，并且形貌趋于复杂。结合图1的拉伸结果，在下压力为28～30kN时，界面处金属间化合物层的厚度可能影响接头力学性能。Yamamoto等[10]研究表明，随着金属间化合物层厚度增加，接头的抗拉强度会随之下降。当下压力进一步提高时，如图4（d）～（e）所示，结合表3中EDS结果可以对该区域的相组成有如下推测:其中点1和点3位置可能是基体为铝的固溶体，从点2和点4处铝/镁原子比例看，可能为Al3Mg2与Al相的混合组织，点5位置处可能是嵌入镁基体中的大块铝颗粒，点6位置处有可能是块状Al3Mg2相。图5是下压力为32kN时试样拉伸失效后，铝侧断口表面XRD分析结果。从图5可以看出，除了铝/镁母材相之外，Al3Mg2和Al12Mg17相也被检测出来。同时还可以发现Al3Mg2和Al12Mg17相衍射峰的强度远低于铝相的峰强，这可能是因为分析区域大部分是铝基体，Al3Mg2和Al12Mg17的含量远小于铝的含量。底部靠近前进侧的位置（即Liang等[9]文章中剧烈混合区）产生多相共存的无规则结构，其形成过程可以理解为高下压力条件下，搅拌针扎入深度深，使得搅拌头与待焊板材摩擦产热增大，导致焊接热输入量大，使得焊缝局部温度可能达到共晶温度，进而出现液相，形成大块的金属间化合物（通常为Al3Mg2[11]），从而铝/镁材料之间会发生更剧烈的反应和相变，形成此结构。