0 前言
随着汽车、船舶、轨道交通和航空航天等领域的轻量化结构制造的发展，铝镁合金由于性能高且质量轻的特性而逐渐成为工业制造发展的研究热点［1］。然而镁合金的塑性成形能力差，焊接是其成型的主要加工方法之一。目前主要采用钨极惰性气体保护焊，在工艺参数不合适时，焊缝成形质量差，焊缝晶粒粗大，存在大量热裂纹和气孔等缺陷［2］。激光焊、电子束焊接存在利用率低、能耗高，会造成气孔、咬边等缺陷，不利于大规模推广使用［3］。搅拌摩擦焊方法具有缺陷少、组织紧密、力学性能好、无需保护气体和焊料等优势，特别适合于镁合金等轻合金的焊接［4－17］。搅拌摩擦点焊(Friction stir spot welding，FSSW)过程中高速旋转的搅拌头压入到工件中，使与母材接触的被焊材料产生强烈的塑性流动，均匀搅拌形成致密的焊接接头［18］。文献报道了搅拌头及轴肩形状尺寸、搅拌头旋转速度、焊接温度及冷却速度等对搅拌摩擦点焊接头组织和力学性能的影响。搅拌头旋转速度过低，会造成热输入不足，产生缺陷，降低接头力学性能;头的力学性能。随着焊接温度上升，搅拌区材料与母材的抗拉强度都有所下降。大量研究集中在减少焊接缺陷，增大结合宽度方面，以提高搅拌摩擦点焊接头的力学性能。搅拌摩擦点钎焊(Friction stir spot brazing，FSSB)通过在搅拌摩擦焊过程中加入钎料，有利于减少热输入、降低焊接形变，具有低焊接应力、低能耗和节能环保的特点，同时增大有效结合面积，提升焊接接头力学性能［19－22］。FSSB在实现镁合金固相点连接的基础上，利用搅拌摩擦产生的大量热量使钎料熔化从而可实现搅拌摩擦点焊焊核周边区域的局部钎焊，能有效的增加结合宽度。然而，钎料的导热性、熔点、流动性、抗氧化性等势必会影响焊接接头搅拌区的微观组织及钎焊区域显微硬度、结合宽度等。钎料类型对FSSB接头性能影响的研究还鲜有报道。研究主要探讨Zn钎料、Sn钎料，以及在Sn钎料中加入SiC硬质相，对焊接接头微观组织、相成分、显微硬度及焊接接头抗拉剪力的影响。结果表明，加入Zn钎料组的焊接接头具有最高的抗剪切力，由无钎料组的3．5 kN提升到了5．8 kN，且焊接接头具有较高的硬度。
通过消费者座谈得到最能代表其面部“水光感”程度的区域为：上界限为下眼睑眼下2 cm处，下界限为鼻唇中间线的延长线，左侧/右侧为鼻翼边缘延伸至颧骨外侧，确定此区域为专家视觉评估区域。
1 试验方法
研究选用3 mm厚的AZ31铸造镁合金板材，材料成分见表1，试验板材加工成100 mm×25 mm×3 mm的尺寸。钎料选用纯度为99．99%的纯锌箔和纯锡箔，裁剪成25 mm×25 mm×1 mm的尺寸，增强相选用约1．3 μm的纳米β-SiC颗粒。焊接试验采用自制的恒温辅热型搅拌摩擦点焊试验机，搅拌头采用台阶状搅拌头，搅拌针直径3 mm，一级轴肩直径20 mm，二级轴肩直径10 mm，搅拌头材料为H13模具钢。试验分为四组，每组的两块板材搭接，搭接面积均为25 mm×30 mm，第一组为不加任何钎料的对照组，第二组在搭接的两块镁合金板材之间夹一层25 mm×25 mm×1 mm的尺寸的纯锌箔，第三组在搭接的两块镁合金板材之间夹一层25 mm×25 mm×1 mm的尺寸的纯锡箔，第四组在25 mm×25 mm×1 mm尺寸的锡箔上均匀的撒上纳米β-SiC颗粒并置于搭接的两块镁合金板材之间。焊接工艺参数为旋转速度1 500 r/min，下压量5 mm，下压力为400 N，保压时间为60 s。
表1 AZ31镁合金化学成分(质量分数，%)
Al Zn Mn Si Cu Fe Ni Mg 3．2 0．78 0．48 0．01 0．001 5 0．002 7 0．000 5余量
焊后用数控线切割机在焊点处沿垂直方向，把试件接头切割成20 mm×10 mm×6 mm金相试样，经机械研磨和抛光后采用由4 mL苦味酸、100 mL酒精和30 mL乙酸调制而成的腐蚀溶液进行腐蚀处理，每一组试样的腐蚀时间控制在20 s左右。腐蚀后采用光学显微镜(OLYMPUS CK－40M)观察焊接接头组织;采用扫描电镜(Phenom ProX)对点焊区域的微观组织进行观测;采用X射线衍射仪(AL－2700B X)测量基体和焊缝中的相组成;用维氏硬度计(JMHVS－1000)测试点焊接头截面硬度分布，相邻两个测试点的距离为0．5 mm，载荷0．98 N，延迟时间为20 s。采用微机控制电子万能试验机(WDW－50)测试点焊接头的剪切力，并采用金相显微镜三维成像系统(AxioScope A1)观察拉剪断口形貌。
2 试验结果与讨论
2．1 接头钩形曲线分析
试验采用搅拌摩擦点焊的方法进行施焊，焊后接头处会形成一个小孔，即“匙孔(Keyhole)”，如图1所示。由图可见FSSW接头特有的钩形曲线(Hook)形貌，该曲线大部分是由附着在母材表面的氧化物细小颗粒组成，一般定义上板和下板的接触点开始到钩形曲线顶端之间的距离为高度H，钩形曲线顶端到“匙孔”之间的距离为宽度D。钩形曲线的H和D变化反映出焊接热量在接头处的分布和金属塑性变形程度。图2所示为无钎料组以及加入Zn钎料组、Sn钎料组和Sn+SiC钎料组的搅拌摩擦点焊接头截面图。由图2a可以看出不加钎料时的点焊接头钩形曲线略有上钩趋势，H 值很小，但宽度最大，D1达到 1 484．1 μm。由图2b可以看出，加入Zn钎料时点焊接头的钩形曲线上钩趋势略增大，但钩形曲线宽度大幅减小，D2约为546．2 μm。分析认为Zn吸收了搅拌摩擦焊产生的部分热量而熔化，并与母材发生冶金反应，降低了接头温度的同时还可能形成了阻碍了金属塑性流动的金属间化合物。由图2c可见，加入Sn钎料的上钩趋势最为明显，H是四组当中最大的，此时钩形曲线宽度D3(约为976．6 μm)略小于D1。分析认为 Sn的熔点较低，在焊接开始时便发生熔化并在搅拌针下压的过程中被挤出，带走部分热量。同时，被挤出的钎料在离匙孔一段距离后才与母材发生冶金反应，并随着搅拌头的搅拌向上流动，呈明显的上钩趋势。图2d所示为加入Sn+SiC颗粒的钩形曲线，上钩高度H和宽度D都较小，D4约为397．2 μm。这是由于在 Sn钎料中加入的 SiC增强颗粒质地较硬且隔热，经搅拌镶嵌于金属晶粒中，阻碍了金属的流动，并且降低熔化金属的塑性。由此可见，搅拌摩擦点焊过程中加入钎料会降低接头热量分布，加入硬质相或形成硬质相会阻碍接头塑性流动。
图1 接头剖面示意图
图2 接头形貌
2．2 接头微观组织
图3 为AZ31镁合金母材的微观组织，图3a中大部分浅色区域为基体α-Mg，其晶粒直径约为80 μm，大小相对均匀，同时还发现少量细小的再结晶晶粒和孪晶组织;图3b所示为母材显微组织的SEM图，明显可见晶界处存在部分黑色组织，通过XRD分析发现这些黑色组织是离异共晶β-Mg17Al12，如图4所示。
图3 AZ31镁合金母材显微组织
图4 AZ31镁合金母材XRD衍射图谱
图5 接头微观组织
搅拌摩擦点钎焊接头大致可分为三个区域:搅拌摩擦点焊区、钎焊区和搭接区。搅拌摩擦点焊区就是焊接接头所在的位置，由搅拌区/焊核区(Stir zone，SZ)、热机影响区(Thermo-mechanically affected zone，TMAZ)和热影响区组成(Heat affected zone，HAZ)组成［23］。图5所示为加入不同钎料时 AZ31镁合金搅拌摩擦点焊区微观组织。如图5a所示为不添加钎料搅拌摩擦点焊接头的微观组织，其中焊核区在强烈的搅拌作用下发生晶粒破碎，但由于该区靠近搅拌头，在高搅拌热的作用下细化后的晶粒又会重新长大。热机影响区由于受到塑性变形和焊接热循环作用的不同而分为靠近焊核区和靠近热影响区两个部分。靠近焊核区部分(I区)因热量高，塑性变形大，因此发生了剧烈动态再结晶，形成大量细小的等轴结晶;而靠近热影区部分(II区)由于温度相对较低，塑性变形也相对较弱，所以只有少部分晶粒发生了再结晶。热影响区与热机影响区相比，晶粒明显粗化，这是由于热影响区未受到塑性变形的影响，晶粒组织只在搅拌摩擦产生的高温作用下生长为粗大的晶粒。由图5b可知，加入Zn钎料的焊接接头仍分为三个区域，但热机影响区中出现明显的差异，其中I区面积明显减小，II区中的大部分晶粒仍然很大且晶粒中出现了孪晶。这是由于靠近热影响区的温度相对较低，塑性变形能力也相对较弱，所以导致一部分的晶粒来不及发生再结晶而直接生成孪晶，此区间内的晶粒大小和组织明显不均匀，主要包括少量细小再结晶组织和大量的孪晶组织。由图5c可知，加入Sn钎料时，热机影响区的晶粒都发生了再结晶形成细小的晶粒，但同时也发生了孪晶转变。这是由于熔化的Sn钎料与基体发生反应生成金属间化合物而消耗了部分热量，且金属间化合物稍微降低了基体的塑性变形能力，导致热机影响区出现孪晶。由图5d可知，加入Sn+SiC钎料时，热机影响区范围很小，且再结晶晶粒很少，孪晶数量较多。这是由于在搅拌作用下，SiC充分混合于母材中，但未与母材发生反应，所以在搅拌区呈现出大量密集的小黑点，SiC的存在大大降低了基体的塑性。
图6所示为搅拌摩擦点钎焊接头钎焊区的截面形貌。钎焊区是母材与钎料金属由于热影响发生冶金反应的区域，分布在搅拌摩擦点焊区周围。焊接过程中由于搅拌针与二级轴肩的高速旋转和顶压产生了大量的摩擦热，使搅拌摩擦点焊区域的钎料熔化并与基体发生冶金反应，另外还有部分熔化的钎料会被挤压流出。图6中加入Zn钎料搅拌摩擦点焊接头钎焊区形貌，钎焊区可分为完全冶金反应区(MgZn2结合区)、完全熔化部分冶金反应区(熔化结合区)和半熔化部分冶金反应区(半熔化结合区)，此三区的熔化钎料都与基体发生了冶金反应形成了金属间化合物，通过XRD分析得到该金属间化合物为MgZn2，如图7a所示。图6中加入Sn钎料搅拌摩擦点焊接头钎焊区形貌，钎焊区可分为完全冶金反应区、熔化挤压区和氧化熔渣区，其中只有完全冶金反应区形成有效连接，冶金反应形成MgSn，如图7b所示。由此可以看出，加入Zn钎料时可形成较大的冶金结合钎焊界面;而加入Sn钎料时冶金结合钎焊界面较小，Sn钎料大部分会被挤压出焊点或提前发生氧化。
2．3 接头力学性能
图8所示为在相同焊接工艺参数下，加入不同钎料或无钎料情况下AZ31镁合金搅拌摩擦点钎焊接头抗拉剪力的大小。从图中可以看出，无钎料对照组的抗拉剪力为3．5 kN;加入Zn钎料组的剪切力最大，其值为5．8 kN，与文献［10］报道的结果(5．2 kN)相当。加入Sn钎料组的次之，其剪切力为4．5 kN。而加入Sn+SiC钎料组的值最小，其剪切力仅为1．1 kN。可见，加入Sn+SiC钎料的接头力学性能最差，这是由于SiC颗粒搅拌后溶入母材中，使得母材点焊区塑性降低，因此降低了搅拌摩擦点钎焊接头的结合面积。由此可以看出加入锌钎料对搅拌摩擦点焊接头抗剪强度提升最大;而锡钎料作用不是很明显。
另外一个方面，急诊科医护人员经常会看到一些悲剧，突发急症患者缺乏现场急救技能，等专业人士到场，已经错过救治黄金期。太和医院党委书记、院长罗杰向《中国医院院长》杂志记者表示，突发心跳骤停的患者，如果身边恰好有接受过心肺复苏培训的民众，在等待专业人士到来时，及时给予一些基本急救，生存几率会大大提高。
图6 接头钎焊区截面形貌
图7 接头钎焊区XRD图谱
图8 接头剪切力
图9 为拉伸试样断面图。由图可以看出，加入钎料的试样都出现了不同大小的钎焊区域，其中加入锌钎料的熔合面积最大(约为165 mm2)，其次是加入锡钎料的试样(约为59．0 mm2)。加入锡钎料和碳化硅颗粒的焊合面积最小(约为4．62 mm2)。从断口形貌观察，其断口钎焊区有明显的韧窝，为韧性断裂，在搅拌区处呈层片状断痕，属于脆性断裂。如图9c所示，对加入碳化硅增强相的试样断口进行观察，焊点周围的钎焊区表面有黑色粉末，为碳化硅颗粒;结合金相分析(图5d)，因为碳化硅颗粒的存在，阻碍了基体塑性搅拌和钎料的熔化，所以钎焊区未发生冶金结合，其焊合面积最小。
图9 接头断口形貌
图10 所示为加入不同钎料或无钎料情况下AZ31镁合金搅拌摩擦点钎焊接头的硬度分布。1区表示二级轴肩下的区域，2区表示圆柱面附近，3区表示匙孔最底端区域。由图可以看出Zn钎料的加入使得点焊接头硬度增加，尤其是在二级轴肩搅拌区域(图10所示1区高达54 HV1)，这是由于Zn钎料在搅拌摩擦焊接过程中发生熔化，部分被挤出匙孔区域，从而在二级轴肩搅拌区域发生了钎焊过程，Zn与Mg发生冶金反应，形成了较硬的MgZn2化合物。加入Sn钎料对搅拌摩擦点焊接头的硬度影响不大，这是由于冶金反应形成的MgSn化合物硬度与镁合金基体的接近。当在Sn钎料中加入硬质相SiC颗粒后，由于镁合金在搅拌流动过程中带入了SiC颗粒，因此点焊接头的硬度提高了，尤其匙孔最底端区域最明显，由此可以看出匙孔最底端区域的金属发生了剧烈的塑性流动;但是钎焊区未发生冶金结合，其焊合面积最小，其焊接头的剪切力下降明显。
⑤要增加对违反水土保持相关法律法规行为的惩罚力度，增加建设和施工单位的违法违规成本。目前存在着违反水土保持法律法规成本过低的情况，很多项目只是在验收前付少部分费用补做水土保持监测报告等材料，对其挪用、占用了较多的水土保持经费却没有给予适当的处罚。所以，要进一步加强对违反水土保持相关法律法规行为的打击力度，加大生产建设项目违规成本。
图10 接头显微维氏硬度分布
综上所述，搅拌摩擦点钎焊过程中加入Sn钎料时，焊核区的Sn钎料与母材发生冶金反应生成硬度与母材接近的MgSn，焊接接头微观组织和钩形曲线宽度变化不大(图2c)，但在钎焊区大部分Sn钎料会被挤压出焊点发生氧化，形成的钎焊面积较小(图9b)，对提升焊接接头剪切力的作用不明显(图8)。在Sn钎料中加入硬质相SiC时，母材金属塑性急剧降低，热机影响区出现大量孪晶(图5d);同时也阻碍了焊核区的钎焊反应，其焊合面积最小(图9c)，大大降低了焊接接头的剪切力。加入Zn钎料时，Zn钎料能充分与母材发生冶金反应，生成MgZn2硬质相，MgZn2化合物提高了点钎焊接头的硬度。虽然焊核区的硬质相阻碍了金属的塑性流动，使得焊接接头钩形曲线宽度略为减小，但是在钎焊区会形成较大的钎焊面积。可见，加入Zn钎料能获得比母材硬度更高的焊接接头，更能大大提高焊接接头的抗剪强度。
3 结论
不同的钎料及是否加入硬质相对焊接接头的焊合面积、接头钩形曲线、显微硬度及剪切力都有显著的影响。
(1)加入Zn钎料时，Zn钎料能充分与母材发生冶金反应，生成MgZn2硬质相，可以得到最大的钎焊面积，能获得比母材硬度更高的焊接接头，其剪切力由3．5 kN提升到了5．8 kN。
(2)加入Sn钎料时，大部分Sn钎料会被挤压出焊点发生氧化，形成的钎焊面积较小，对提升焊接接头剪切力的作用不明显。
本研究问卷由社会人口统计学变量和SL-ASIA文化适应测量量表两部分构成。受访村民先填写性别、年龄、受教育程度等信息，再对潜变量测量问项进行自评。为保证研究的信度与效度，所有变量均采用已有研究文献中的量表进行测量，并用反向翻译法将英文原始量表译为中文。
(3)在Sn钎料中加入硬质相SiC时，母材金属塑性急剧降低，阻碍了焊核区的钎焊反应，其焊合面积最小，降低了焊接接头的剪切力。
(4)焊合面积是影响搅拌摩擦点钎焊接头力学性能的重要因素，焊合面积越大，接头的力学性能越好。
3月一晚，吴丽藻在网上抱怨，徐河总没时间陪她。徐云天道：“好多有钱男人，喜欢去情色场所。”吴丽藻烦躁不已。徐云天窃喜：“以后你坐他的宝马车，我给你提供精神食粮。”吴丽藻回复个笑脸，二人交换手机号。第二天，徐云天邮购一部有变声功能的手机。他常给她打电话嘘寒问暖。渐渐地，徐云天从她言语中感到，她对他有了好感，有时还流露出一丝依恋。5月初，徐云天给吴丽藻发去一张朋友李劲的照片，谎称是自己的生活照。“你好帅。”吴丽藻把自己的照片也传了一张给徐云天，这以后徐云天常撩拨吴丽藻，两人的谈话渐渐有了暧昧意味。但每次她提出视频，他都搪塞：“你与徐河中断来往，我才和你视频。”
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