MgAlIn填充金属焊接AZ31镁合金接头的微观结构与性能

《Welding in the World》：Microstructure and properties of MgAlIn filler metal brazing AZ31 magnesium alloy joint

镁合金钎焊中新型MgAlIn填充金属设计及性能研究，通过相图法设计并采用刮擦钎焊工艺实现，微观分析显示填充金属由MgAlIn基体和富In/Al的颗粒状α-Mg组成，熔点范围425-452.4℃，界面组织为α-Mg与α-Mg-Al12Mg17共存。Al含量增加导致 lap joint剪切强度下降（85→80MPa），断口显示混合断裂模式，Al12Mg17相为主要断裂诱因。

　　

摘要

为了实现镁合金的钎焊，通过相图方法设计了一种新的MgAlIn填充金属，并在火焰加热条件下通过刮削钎焊方式成功对接了AZ31镁合金。采用XRD、SEM和EDS对填充金属及界面进行了相分析和微观结构分析，结果表明该填充金属由Mg₁₂AI₁₇基体以及颗粒状和鹅卵石状的α-Mg组成，其中α-Mg是一种富含In和Al的固溶体。填充金属的维氏硬度分别为153 HV、176 HV和146 HV。差示扫描量热（DSC）测试结果显示其熔点介于425℃、444.8℃和452.4℃之间。界面分析表明，界面组织由α-Mg和(α-Mg + Al₁₂Mg₁₇)构成。随着钎焊材料中Al含量的增加，搭接接头的剪切强度从85 MPa降至80 MPa。断裂发生在界面处，断裂面上有大量的解理台阶和少量糖粒状物。断裂模式为晶间断裂与晶内断裂的混合断裂，Al₁₂Mg₁₇相是导致这一现象的主要原因。