研究人员研究了对称（S-接头）和非对称（A-接头）双面搅拌摩擦焊（DS-FSW）7A65铝合金厚板在3.5 wt% NaCl溶液中的腐蚀行为。S-接头使用相同的大工具（Φ30 mm）进行两次焊接，施加两次高热循环，导致金属间化合物颗粒（IMPs）破碎不充分、晶

　　研究人员研究了对称（S-接头）和非对称（A-接头）双面搅拌摩擦焊（DS-FSW）7A65铝合金厚板在3.5 wt% NaCl溶液中的腐蚀行为。S-接头使用相同的大工具（Φ30 mm）进行两次焊接，施加两次高热循环，导致金属间化合物颗粒（IMPs）破碎不充分、晶粒粗大以及热影响区（HAZs）严重过时效。相比之下，A-接头在第二次焊接时采用较小的工具（Φ24 mm），降低了总热输入，实现了细化微观组织，在第二次焊接的焊核区（WNZ-S）中形成细小（2–3 μm）、圆形的IMPs，HAZs的退化程度较轻。电化学测量表明，两个接头中的HAZ重叠区（HAZ-O）是最阳极的区域。S-接头显示出比A-接头更大的电位差（高达~120 mV）和更高的腐蚀电流密度。研究人员阐明了分级电偶耦合机制，其中阳极HAZ-O与阴极WNZs之间的宏观电偶腐蚀驱动严重的局部腐蚀，而粗大IMPs周围的微观电偶腐蚀引发沟槽腐蚀。A-接头由于降低了电偶驱动力（较小的电位差约~74 mV）和改善了微观组织均匀性，减轻了这种损伤。A-接头增强的耐腐蚀性归因于晶粒细化、有效的IMP破碎以及较不严重的HAZ微观组织退化。

　　Al-Zn-Mg-Cu系7A65铝合金（AA7A65）因其高Zn/Mg比而兼具高强度、韧性和耐腐蚀性，适用于航空航天厚板构件（如机身框架和隔框）。对于厚度超过10 mm的板材，双面搅拌摩擦焊（DS-FSW）被开发以克服单面FSW的热输入过大、穿透不足及厚度方向微观组织梯度等局限。传统对称DS-FSW（S-DS-FSW）使用相同工具进行两次焊接，而非对称DS-FSW（A-DS-FSW）在第二道次采用更小或不同设计的工具，旨在减少对第一道焊缝的热影响。然而，此前研究主要对比了两种构型的微观组织和力学性能，对其腐蚀行为关注极少。在含氯离子服役环境（如海洋或沿海大气）中，高强铝合金的耐腐蚀性与力学完整性同等重要。DS-FSW接头中双道次热循环沿横向和厚度方向引入复杂的微观组织异质性，包括焊核区（WNZ）、热影响区（HAZ）及双搅拌区（DSZ），这些区域在析出相尺寸/分布、晶粒结构、位错密度和残余应力上差异显著，导致空间电化学活性变化，驱动局部腐蚀。目前，对厚板DS-FSW接头腐蚀行为的理解极为有限，尤其是焊接不对称性对局部腐蚀敏感性和时间依赖腐蚀形貌的影响尚未被探索。因此，研究人员假设非对称DS-FSW构型通过减小第二道次工具降低总热输入、细化金属间化合物（IMPs）并减轻HAZ退化，从而降低电偶驱动力并提高耐腐蚀性。为此，该工作系统研究了S-接头和A-接头AA7A65接头的腐蚀行为，并发表于《Materials》。

　　研究人员使用光学显微镜（OM）和场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）结合能谱分析（EDS）表征微观组织。电化学测试采用三电极体系在3.5 wt% NaCl溶液中进行，包括开路电位（OCP）监测、动电位极化（PDP）扫描和电化学阻抗谱（EIS）测量。整体浸没腐蚀试验依据ASTM G31-72标准，对完整焊缝横截面进行2至10 h的浸没，观察宏观和微观腐蚀形貌。焊接材料为27 mm厚7A65-T7451板，焊接参数固定（转速300 rpm，行进速度120 mm/min）。S-接头使用相同大工具（Φ30 mm肩部，16 mm搅拌针），A-接头第一道次用大工具、第二道次用小工具（Φ24 mm肩部，12 mm搅拌针）。

　　通过OM观察横截面宏观形貌，S-接头呈现对称“哑铃”轮廓，两焊道WNZ宽度和面积相近，DSZ边界模糊。A-接头显示明显不对称：上焊道（大工具）产生更宽的WNZ和热机械影响区（TMAZ），下焊道（小工具）WNZ较窄，DSZ更窄且边界更清晰。定量测量显示，A-接头中部WNZ宽度上焊道约12.6 mm，下焊道约9.8 mm。晶粒尺寸上，S-接头两WNZ均为5–15 μm等轴晶，HAZ为长条非再结晶晶粒；A-接头上WNZ较粗（8–12 μm），下WNZ更细，DSZ显著细化至约2 μm。

　　SEM观察显示，S-接头中WNZ-F和WNZ-S的IMPs破碎不充分，存在15–30 μm大颗粒，DSZ中IMPs被粉碎至纳米级（

　　<1 μm）。a-接头中wnz-f类似s-接头，大颗粒达25 μm；而wnz-s中imps被有效破碎为2–3 μm的圆形均匀颗粒，dsz中纳米级颗粒分布更均匀，残留较大颗粒比例更低。haz区域中，所有haz均含有粗大（10–30 μm）块状al-cu-fe和al-zn-mg-cu颗粒，s-接头haz-o晶界析出更严重，a-接头haz-s颗粒稍细（8–20 μm）且更圆，晶界析出较轻。

　　**3.4.1 宏观腐蚀形貌**：浸没2 h后，两接头HAZ-O均出现白化带，表明优先腐蚀，S-接头腐蚀区域更宽。随时间延长至10 h，HAZ-O出现宏观点蚀并合并成大空腔，S-接头更严重。WNZ区域在早期保持金属光泽，7 h后显紫色腐蚀产物，DSZ中点蚀密度高于其他WNZ。

　　**3.4.2 微观腐蚀形貌**：SEM显示，BM中IMPs周围早期出现沟槽腐蚀，随时间扩展为点蚀。S-接头中，WNZ-F和WNZ-S出现颗粒周围沟槽和颗粒脱落，DSZ主要发生沿超细晶界的晶间腐蚀，演变为环形点蚀。HAZ区域沟槽腐蚀更剧烈，HAZ-O中粗大IMPs发生脱合金，形成Cu富集残骸并再沉积。A-接头中，WNZ-S腐蚀最轻，HAZ-O腐蚀程度较S-接头显著减轻，点蚀更孤立且未合并成大空腔。

　　讨论部分指出，DS-FSW接头的腐蚀行为由分级电偶耦合系统控制：宏观电偶腐蚀是主要驱动力，阳极HAZ-O与阴极WNZ之间的电位差（S-接头~120 mV，A-接头~74 mV）驱动严重局部腐蚀；微观电偶腐蚀由IMPs诱发，粗大阴极颗粒导致沟槽腐蚀。A-接头通过三个微观组织改进提高耐腐蚀性：①第二道次WNZ和HAZ晶粒细化（8–15 μm），促进更均匀保护性钝化膜；②IMPs有效破碎和球化（WNZ-S中2–3 μm，HAZ-S中8–20 μm），降低局部阴极位点密度；③HAZ退化较轻，晶界析出较少，电位差缩小，减小宏观和微观电偶驱动力。

　　(1) S-接头（两焊道均用Φ30 mm大工具）呈现对称但破碎不充分的IMPs、粗再结晶晶粒和严重过时效的HAZ（致密晶界析出）。A-接头（第二道次用Φ24 mm小工具）实现非对称微观组织：WNZ-S含细小、圆形、均匀分散的IMPs（2–3 μm），DSZ为超细晶（~2 μm），HAZ-S热退化较轻（晶粒8–15 μm vs. S-接头10–20 μm）。

　　(3) 浸没试验表明，阳极HAZ-O与阴极焊核区之间的宏观电偶耦合驱动严重局部腐蚀。S-接头HAZ-O腐蚀更宽更深，10 h后点蚀合并为大空腔；A-接头损伤减轻，点蚀更小且孤立。微观上，HAZ-O粗大IMPs发生脱合金和Cu再沉积，DSZ因纳米级IMPs沿晶界分布而发生晶间腐蚀并演变为环形点蚀。

　　(4) A-接头增强的耐腐蚀性归因于非对称工艺引起的三种微观组织改进：①第二道次WNZ和HAZ晶粒细化（8–15 μm），促进更保护性钝化膜；②IMPs有效破碎和球化（WNZ-S中2–3 μm，HAZ-S中8–20 μm），降低局部阴极位点密度；③HAZ退化较轻，电位差缩小（~74 mV vs. ~85 mV），从而降低宏观和微观电偶驱动力。