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(湖北汽车工业学院 材料科学与工程学院，湖北 十堰 442002)

0　前言

汽车轻量化是节省燃油和降低排放的主要选择对策。为了既能实现车身轻量化又能保证汽车安全，多元结构材料车身越来越受到汽车工业的青睐[1]，钢/铝车身复合框架结构为汽车轻量化提供了有效的技术途径，但钢/铝异种金属的连接问题一直困扰着汽车制造企业。

钢与铝的密度、熔点、电阻率、热导率和线膨胀系数等物理性能均存在很大差异[2]，而且铝及其合金的化学活泼性很强，在高温下易氧化形成高熔点的Al2O3氧化膜，成为钢/铝异种金属焊缝中的夹杂物，增加异质接头的脆性，易导致未熔合的产生；铁与铝之间属于“冶金学上的不相容性”，在焊接热源的作用下易发生化学反应生成一系列脆性的Fe-Al金属间化合物，且铁在铝中的溶解度极小，在室温下，铁几乎不溶于铝，所以在焊接冷却过程中会产生FeAl3，Fe2Al，Fe2Al7，Fe2Al5和FeAl2等金属间化合物，降低接头的塑韧性，甚至引起焊接裂纹[3]，这些脆性金属间化合物的存在成为焊接接头的薄弱环节；其熔点差异很大，钢的熔点约1 500 ℃，而铝的仅为660 ℃，相差约900 ℃，焊接时铝先熔化，待钢熔化后，由于二者密度相差很大，钢的密度为7 800 kg/m3，而铝的密度仅为2 700 kg/m3，液态铝浮在钢液上，难以形成焊缝，或冷却后焊缝成份不均匀，使焊接接头的性能降低[4]。由此可见，钢/铝之间的熔化焊接存在极大的困难。

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding, FSW)是一种固相连接技术，该方法是使被焊金属达到塑性状态实现连接的方法。……