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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com2219鋁合金鍛件焊接接頭組織與性能天津航天長(zhǎng)征火箭制造有限公司(300462)宋建嶺孫志鵬王惠苗肖宏劉含偉摘要以2219高強(qiáng)鋁合金鍛件為研究對(duì)象，采用變極性TIG焊方法，通過(guò)金相分析、拉伸試驗(yàn)及掃描電鏡手段分析了焊接接頭不同區(qū)域顯微組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及斷裂形貌。結(jié)果表明：2219鋁合金鍛件焊接接頭熔合區(qū)由較寬的等軸晶帶和粗大的柱狀晶組成，熱影響區(qū)為粗大的等軸非枝晶，打底焊縫中心組織是粗大的等軸非枝晶和等軸枝晶的混合組織，蓋面焊縫中心組織是細(xì)小的等軸非枝晶組織形
2、態(tài)；焊接接頭抗拉強(qiáng)度平均值為285MPa，達(dá)到母材強(qiáng)度約65．5％，斷后伸長(zhǎng)率平均值約3．7％；試樣斷裂位置均在熔合線附近，打底層斷裂形貌呈現(xiàn)典型的韌性斷裂特征，蓋面斷裂形貌以韌性斷裂主，局部區(qū)域出現(xiàn)解理斷裂及層狀撕裂的混合特征。關(guān)鍵詞：2219鋁合金變極性TIG焊顯微組織力學(xué)性能中圖分類號(hào)：TG442數(shù)，％)見(jiàn)表1。為了得到優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，焊前用刮刀0前言去除表面及端面的氧化膜；采用低頻脈沖變極性TIG2219鋁合金因具有良好的性能已經(jīng)成為航天貯箱焊工藝進(jìn)行單面兩層焊接，主要焊接參數(shù)見(jiàn)表2；拉伸
3、中重要的主體結(jié)構(gòu)材料_lJ，其中部分結(jié)構(gòu)選用2219試驗(yàn)的子試樣尺寸及形貌見(jiàn)圖1所示，拉伸速率為5鋁合金鍛件，并采用變極性TIG焊方法作為鋁合金連mm／min。接手段，焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全使用。表12219及2325化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)變極性TIG焊是一個(gè)復(fù)雜的冶金過(guò)程，這一固有特點(diǎn)使得焊接接頭的組織及性能不均勻J。通常情況下，熱影響區(qū)、熔合區(qū)和焊縫區(qū)組織及性能對(duì)貯箱的使用壽命及安全影響較大。因此，研究2219鋁合金鍛件焊接接頭的組織及性能、斷裂形貌具有重要的意義。目前，對(duì)于22
4、19鋁合金鍛件的焊接特別是對(duì)其組織結(jié)表2主要焊接參數(shù)構(gòu)、性能及斷裂形貌的研究相對(duì)較少，有必要開(kāi)展這方面的研究。文中采用變極性TIG焊方法，選用前期摸索出的合適的焊接工藝對(duì)冷作硬化的2219鋁合金鍛件(7mm)進(jìn)行施焊，分析了母材及焊接接頭不同區(qū)域的顯微組織，然后進(jìn)行了母材和焊接接頭矩形試樣常溫拉伸試驗(yàn)，研究了打底與蓋面焊縫的斷裂形貌及特征。這些研究為以后焊接工藝的改進(jìn)及貯箱的生產(chǎn)制造提供了一定的試驗(yàn)依據(jù)，具有重要的意義。1試驗(yàn)材料及方法圖1拉伸試樣尺寸試驗(yàn)所選材料為7mm厚的2219鋁合金平板鍛件
5、，熱處理狀態(tài)為T(mén)852(固溶處理+冷鍛+人工時(shí)2試驗(yàn)結(jié)果與分析效)，其中2219材料及焊絲2325化學(xué)成分(質(zhì)量分2．1母材及接頭的顯微組織收稿日期：2014—01—19圖2中的焊縫成形美觀，脈沖紋路清晰致密，正面2014年第7期51學(xué)兔兔www.xuetutu.com學(xué)兔兔www.xuetutu.com學(xué)兔兔www.xuetutu.com俘搭生產(chǎn)應(yīng)用工藝試驗(yàn)，獲得了成形良好的焊接接頭，正面焊縫寬度haviourofaluminiumalloy2219—1"87weldedplates[J]．約1
6、6mm，正面余高1．8—2．0mm，背面焊漏寬度8．52004，9(2)：121—130．—9mm，背面余高1．5—2．0mm。[2]王春炎，曲文卿，姚君山，等．2219一7鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織與力學(xué)性能[J]．焊接學(xué)報(bào)，2010，31(10)：77(2)顯微組織結(jié)構(gòu)表明，焊接接頭熔合區(qū)由較寬的—80．等軸晶帶和粗大的柱狀晶組成，熱影響區(qū)為粗大的等[3]彭杏娜，曲文卿，張國(guó)華．焊接方法對(duì)2219鋁合金性能及軸晶，打底焊縫組織是粗大的等軸非枝晶和等軸枝晶組織的影響[J]．航空材料學(xué)報(bào)．2009，
7、29(2)：57—6O．的混合組織，蓋面焊縫中心組織是細(xì)小的等軸非枝晶[4]劉春飛．新一代運(yùn)載火箭箱體材料的選擇[J]．航空制造組織形態(tài)。技術(shù)，2003(2)：23—27．(3)拉伸試驗(yàn)表明，焊接接頭抗拉強(qiáng)度平均值為[5]周萬(wàn)盛，姚君山．鋁及鋁合金的焊接[M]．北京：機(jī)械工業(yè)285MPa，達(dá)到母材強(qiáng)度約65．5％；斷后伸長(zhǎng)率平均值出版社，2006：26—35．約3．7％。試樣斷裂位置均在熔合線附近，打底層斷裂[6]HuangC，KouS．Partiallymeltedzoneinaluminumw
8、elds：solutesegregationandmechanicalbehavior[J]．WeldingJour-形貌呈現(xiàn)典型的韌性斷裂特征。蓋面斷裂形貌以韌性nal，2001，80(1)：9—17．?dāng)嗔阎?，局部區(qū)域出現(xiàn)解理斷裂及層狀撕裂的混合特征。參考文獻(xiàn)作者簡(jiǎn)介：宋建嶺，1982年出生，工學(xué)博士，工程師，主要從事[1]NarayanaGV，SharmaVMJ，DiwakarV，eta1．Fracturebe一航天貯箱鋁合金焊接工藝技術(shù)研究。[上接第31頁(yè)]ods[J]．En
