挤压态AZ31 镁合金搅拌摩擦焊接头近焊核边界处热机影响区的织构梯度变化

作为最轻的金属结构材料，镁合金当前的应用现状与其巨大的发展潜力之间存在明显的不匹配。在众多的影响因素中，高可靠、高性能焊接技术是制约镁合金广泛工程应用的瓶颈之一。作为革命性的固相连接技术，FSW能够克服镁合金熔焊过程中出现的夹杂、气孔、偏析、晶粒粗大、热裂纹等问题，可在广泛的工艺参数下取得高表面质量、高性能的接头。

不同于fcc 结构的铝合金，hcp 结构不仅使镁合金FSW焊缝成型能力差，而且在搅拌区及热机影响区形成强烈的特征织构分布，这成为影响镁合金FSW接头力学性能的重要因素。增大热输入(提高工具转速或增大轴肩尺寸)可减少强织构区域的面积，因而可以提高接头的强度，此外，采用焊后热机械处理工艺引入孪晶也可以改善接头的力学性能。因此，调控镁合金FSW接头的力学性能必须充分考虑织构这一特殊影响因素。

对镁合金常规对接FSW领域，未来研究重心应该就接头在不同使役条件和复杂受载应力状态下的组织演化与力学行为等问题开展更多工作。随着焊接工况的复杂化以及对焊接自动化、智能化需求的增加，有必要拓展镁合金FSW在其它接头形式中的应用，推动工具与工艺上的革新并进行更深入的理论研究。

对镁合金与其它材料的异种焊，应该充分发挥FSW的独特优势，继续开展更广泛、深入的研究以适应未来不断发展的新型材料体系与结构设计。其中，对镁合金与铝合金及钢异种材料的FSW，选择合适的中间夹层抑制剧烈的Mg-Al 界面反应或增进Mg-Fe的界面润湿性可以取得很好的效果。

随着对镁合金FSW的工艺参数-微观结构-接头性能之间作用机制的深入理解，以及新型FSW工艺与设备开发，可望进一步拓宽镁合金FSW 工艺窗口，实现接头组织与性能的准确预测与有效调控。结合典型工程需求，把FSW推进到镁合金构件的制造领域，打破镁合金应用以铸件为主的局面，从而为拓展镁合金工业应用提供有力的支持与推动。