1、汽車輕量化是實現(xiàn)汽車節(jié)能減排的重要措施，對汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。鎂合金是汽車輕量化進程中極具競爭力的材料。然而由于鎂合金化學性質(zhì)活潑，導熱性非常強，用普通的電弧焊或電阻點焊等方法焊接鎂合金很難得到高質(zhì)量的焊接接頭。攪拌摩擦焊接作為一種高效的固相焊接方法，已經(jīng)被證明能夠用以焊接鎂合金并得到高質(zhì)量的焊接接頭。焊接過程中，在不均勻溫度場的作用下，焊接接頭的組織及力學性能相對于母材都會發(fā)生改變，并且不可避免的產(chǎn)生殘余應力。因此

2、，開展對鎂合金攪拌摩擦焊接接頭的組織、力學性能和殘余應力的研究十分必要。
　　作為基礎研究，本課題以ABAQUS有限元軟件為平臺，開發(fā)了用于模擬鎂合金攪拌摩擦焊接過程的熱-彈-塑性計算方法。利用開發(fā)的計算方法，對8mm厚AZ31鎂合金平板對接接頭的溫度場和殘余應力分布進行數(shù)值模擬，并通過實驗方法驗證了開發(fā)的計算方法的有效性。同時，本課題還對AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接接頭進行了拉伸、沖擊、硬度等常規(guī)力學性能測試和金相組織分析，并應用

3、掃描電鏡對拉伸斷口形貌進行了觀察。此外，本課題還研究了中等厚度鋁/鎂異種材料攪拌摩擦焊接的可行性。
　　研究結(jié)果表明：
　　(1)焊接接頭試件上表面和中心面的縱向殘余應力呈―M‖型雙峰分布，下表面的縱向殘余應力為單峰分布；試件的橫向殘余應力在上表面呈―W‖型雙峰分布，下表面呈單峰分布，中心面處的橫向殘余應力在整個焊縫及其附近都相對較穩(wěn)定且數(shù)值較小。
　　(2)焊核區(qū)的原始組織發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶，其晶粒尺寸較母材小且更加均

4、勻，熱影響區(qū)的晶粒因受到熱作用而長大；隨著熱輸入的增大，焊核區(qū)的平均晶粒尺寸也相應增大。
　　(3)所有焊接接頭的抗拉強度和沖擊吸收功值相對于母材均有一定程度的降低；當攪拌頭轉(zhuǎn)速為1600r/min，焊接速度為240mm/min時，焊接接頭的力學性能最佳，其抗拉強度能夠達到母材的90.2％，沖擊吸收功值能夠達到母材的93.8%；試樣絕大部分的斷裂都發(fā)生在前進側(cè)的焊核區(qū)與熱機械影響區(qū)之間，焊接接頭的拉伸斷裂過程屬于韌性斷裂和脆性斷裂