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1、第33卷第1期航空材料學(xué)報(bào)Vo1．33，No．12013年2月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSFebruary2013焊接方法對(duì)2219鋁合金焊接接頭力學(xué)性能的影響張聃，陳文華，孫耀華，董豐波(1．上海航天設(shè)備制造總廠，上海200245；2．南京航空航天大學(xué)，南京211106)摘要：通過室溫拉伸和顯微硬度，比較2219鋁合金電子束焊接(EBW)、攪拌摩擦焊(FSW)和鎢極氬弧焊(TIG)所獲接頭的力學(xué)性能，利用掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡等手段，比較三種接頭力學(xué)性能差異，并探討產(chǎn)生差異的原因。結(jié)果表明：EBW所獲接頭的室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材的79％左右，焊
2、縫處的顯微硬度達(dá)到97HV；FSW所獲接頭的室溫拉伸強(qiáng)度達(dá)到母材的74％左右，焊縫處的顯微硬度達(dá)到97．6HV；TIG所獲接頭抗拉強(qiáng)度只有母材的53％，焊縫處的顯微硬度為72HV。EBW和FSW所獲接頭的力學(xué)性能明顯優(yōu)于鎢極氬弧焊接接頭，運(yùn)用掃描電鏡和光學(xué)顯微鏡等手段，研究發(fā)現(xiàn)EBW和FSW所獲接頭焊縫區(qū)細(xì)小的等軸晶組織、cu元素在焊縫中的分布均勻、高質(zhì)量焊縫成形是接頭具有良好性能的主要原因。關(guān)鍵詞：2219鋁合金；微觀組織；Cu元素；EBW；FSW；TIGdoi：10．3969／j．issn．1005—5053．2013．1．008中圖分類號(hào)：TG146．21；TG453
3、．9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005—5053(2013)01-0045-052219鋁合金由于在一250～250oC的溫度范圍化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)／％)為：Cu6．48，Mn0．32，內(nèi)，具有良好的焊接性、斷裂韌性以及優(yōu)良的力學(xué)性Fe0．23，Ti0．06，V0．08，Zn0．04，Si0．49，Zr0．2，能，在航空航天領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛，尤其在燃料Al余量。EBW和TIG的焊接方向均垂直于軋制方貯箱領(lǐng)域中被廣泛使用¨’。2219鋁合金的主要強(qiáng)向，所選用的焊接參數(shù)見表1，F(xiàn)SW焊接參數(shù)見化元素包括銅、錳、鋯、鈦，這些元素使其產(chǎn)生了時(shí)效表2。強(qiáng)化]。國內(nèi)外對(duì)2219鋁合金
4、的焊接主要有鎢極按照GB2651—2o08《焊接接頭拉伸實(shí)驗(yàn)方氬弧焊、電子束焊、變極性等離子弧焊、攪拌摩擦焊法》，將焊接接頭切割成為標(biāo)準(zhǔn)試樣，在SANS—等方法。CMT5105型電子萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)國外關(guān)于2219鋁合金焊接的研究主要集中在條件為：加載載荷10kN、加載速率為2mm／min。采參數(shù)匹配及性能方面“，還有部分分析了不同焊用HXS．1000A型顯微硬度計(jì)對(duì)焊接接頭的各個(gè)區(qū)接方法獲得接頭性能的差異“?。國內(nèi)關(guān)于2219域進(jìn)行顯微硬度測(cè)試，測(cè)試過程中采用的條件為：加鋁合金不同焊接方法所獲接頭形成的差異及原因的載載荷50g，加載時(shí)間15s。研究較少，本文
5、分析了EBW、FSW和TIG三種焊接沿試樣橫截面截取試樣，經(jīng)1～5號(hào)金相砂紙研方法獲得接頭的組織和性能，對(duì)比三者性能，分析三磨、氧化鋁拋光后，使用混合酸(1％HF+1．5％HC1者性能差異及產(chǎn)生差異的原因，進(jìn)而希望推動(dòng)2219+2．5％HNO+95％H：O)溶液腐蝕，在光學(xué)顯微鏡鋁合金的工程應(yīng)用。下觀察焊接接頭的微光組織。利用掃描電鏡，觀察拉伸斷口及焊接接頭橫截面，研究斷口及表面的形1試驗(yàn)材料與方法貌。試驗(yàn)所用板材為2219高強(qiáng)鋁合金，板材厚度為2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析6mm，熱處理狀態(tài)為T6態(tài)，即固溶十人工時(shí)效。其2．1力學(xué)性能分析收稿日期：2011-07．21；修訂日期：201
6、2-07-20焊接接頭的室溫拉伸性能測(cè)試結(jié)果見表3，其作者簡(jiǎn)介：張聃(1986一)，男，碩士，從事焊接工藝及特種焊中每個(gè)結(jié)果為多次測(cè)量后的平均值。通過表3中的接方面研究，(E-mail)zhd122@yahoo．com．cn拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出EBW接頭的室溫抗拉強(qiáng)通訊作者：陳文華，男，副教授，(E-mail)zhd122@yahoo．com．度達(dá)到了母材的79％左右，F(xiàn)SW接頭的室溫抗拉強(qiáng)第1期焊接方法對(duì)2219鋁合金焊接接頭力學(xué)性能的影響49[8]BIJUSNAIR，RAKESHS，PHANIKUMARG，eta1．MaterialsCharacterization，
7、2005：345—354．FracturetoughnessofelectronbeamweldedAA2219alloy[10]MALARVIZHIS，BALASUBRAMANIANV．Fatigue[J]．MaterialsandDesign2010，31：4943—4950．crackgrowthresistanceofgastungstenarc，electron[9]KOTESWARARAOSR，MadhusudhanReddyG，Srinivasabeamandfrictionstirweldedjoi
