精密成形工程

作者：杜文玉, 王延, 周弋凇, 谢旭峰, 钟韬, 胡红军

单位：1.重庆理工大学 材料科学与工程学院,重庆 400050; <br>2.南宁职业技术大学 轻合金材料技术与燃料电池研究院,南宁 530000

关键词：Mg/Al合金,超声辅助连接,摩擦搅拌焊接,超声波点焊,焊接

基金：重庆市自然科学基金（CSTB2023NSCQ-MSX0079）; 湖南大学整车先进设计制造技术全国重点实验室开放基金（82315001）; 重庆理工大学研究生创新项目（gzlcx20252028）

聚焦于7类代表性技术：超声波点焊（USW）、超声辅助瞬态液相连接（U-TLP）、超声辅助摩擦搅拌焊接（UAFSW）、超声振动辅助电弧焊（UAW）、超声辅助钎焊、超声辅助铆接及超声黏接,系统综述了超声辅助连接技术在镁/铝（Mg/Al）异质材料连接领域的研究进展与发展趋势。深入分析结果表明,超声振动通过多重核心机制显著提升了接头质量,包括改善材料塑性流动、抑制脆性金属间化合物（IMCs）的形成、增强界面机械互锁效应、细化晶粒组织以及破碎表面氧化膜。研究明确指出,关键工艺参数对界面特性具有决定性影响：焊接能量（如USW中约1 000 J达到强度峰值）、中间层设计（如采用Zn/Ag箔可有效抑制Al12Mg17等有害IMCs）以及超声参数（振幅、频率、时间）共同调控着界面IMCs层的厚度与均匀性。得益于超声振动对塑性变形和元素扩散的促进作用,接头力学性能得到显著优化,例如U-TLP接头剪切强度可达95.3 MPa,并有效延长了疲劳寿命。然而,当前该技术仍面临若干挑战：焊接参数适配性与优化不足、界面稳定性受限、在动态服役环境（如腐蚀、高温）下的性能研究薄弱以及工业化应用存在瓶颈。未来研究需着力于：深化超声场-热力场等多物理场的耦合作用机制研究,开发智能化的工艺参数调控系统,并积极拓展其在航空航天、汽车轻量化等领域的工程应用。

来源：2025年第9期

《精密成形工程》期刊编辑部

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