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铝/镁合金的焊接特点铝合金的密度较小，熔点较低，铝的表层呈现出银白色的光泽，材质较软，可塑性较好，化学活性较强，在空气中表面就生成致密的氧化膜，此氧化膜对金属有保护作用，抗腐蚀性能较好；具有良好的力学性能及可回收、易于加工等优点[13]。而对于迅速发展的现代社会，铝合金已不能完全满足现代技术对材料的要求，相比于铝合金，镁合金是更适应现代技术对材料要求的一种有色金属，它的密度比铝低，熔点也要低于铝合金，其自身的晶格结构为面心立方，使它具有较高的比强度和比刚度，由于晶体的致密度较高，使它具有较好的抗震性能，能够承受较大的冲击载荷[14]。在国防、航空航天、汽车和电子等工业部门镁合金得到广泛应用，对于汽车来讲，对比其他材料使用1kg的镁合金，在材料寿命期内都可减少30kg的尾气排放[15]。然而由于镁合金自身的性质限制，须与其他材料结合的条件下使用，所以需要努力实现铝/镁异种合金间的焊接连接。使用搅拌摩擦焊技术来焊接镁/铝异种合金，可以解决焊接镁/铝异种合金的问题，增强搅拌摩擦焊工艺对于焊接异种材料的适应性。同时通过对同一种金属的搅拌摩擦焊的研究，可以加快学习和了解搅拌摩擦焊的过程和机理。更为重要的是促进镁合金和铝合金的交叉工业应用[16]。
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铝/镁复合结构件具备密度小、比强度较高的特点，在结构件强度不下降的同时，结构件的重量被大大减轻，铝/镁复合结完成轻量化的目标，能源消耗量降低，可以取得良好的经济效益，在今后的发展中拥有较大的优势。33865
由于Al/Mg焊接得到的接头质量较差，需要对铝/镁异种金属的焊接特点分析。表1.1描述了铝和镁两种金属的相关物理性质，对比二者的物理性质可以看出：二者都具有较大的线膨胀系数，在焊接时容易产生形变。这些因素均会导致在焊接铝/镁异种金属时将很难得到质量优良的焊缝。如图1.3所示为Mg-Al的二元相图，通过分析可知凝固的中间成分中存在Mg2Al3、Mg17Al12等金属间化合物，这些金属间化合物属于脆性物质，极易引发材料焊缝的断裂。因此在铝/镁异种金属焊接的过程中也极易形成此类金属间化合物。论文网
表1.1 镁和铝金属的相关物理性质对照表
金属名称 铝 镁
密度g/cm3 2.7 1.74
熔点℃ 660 650
比热容（0~500℃）J/Kg.K 660 650
热导率W/m.K 207 145
线膨胀系数（0~100℃）10-6K 23.8 25.8
结晶时体积收缩率 6.5~6.6 3.97~4.2
原子半径10-10m 1.43 1.364
晶格类型 面心立方 密排优尔方
晶格常数10-10m a=4.406 a=3.2094，b=5.2105
Mg-Al二元相图
综上所述，铝/镁异种金属的焊接特点集中体现在如下几个方面[17]：
1）铝合金和镁合金都容易被氧化；
2）铝合金和镁合金处于液态时的溶解度很小；
3）铝/镁异种金属在焊接时焊缝区容易形成Mg/Al金属间化合物，使焊缝区脆性增加.
4）铝合金和镁合金都能溶解一定量的气体，熔池在凝固过程中氢来不及逸出使焊缝区产生气孔。
2 铝/镁异种合金焊接的研究现状
目前铝/镁异种金属的衔接的研究主要是经过改变焊接所运用的方法，改变焊接过程中使用的工艺参数如电流、电压、焊接速度等方面，从而研究不同的条件下的焊接接头的综合性能。固相焊和熔焊的连接方式可以作为铝/镁异种金属的连接方法。