高强铝合金是航空航天工业中应用最多的结构材料,以2219(Al-Cu-Mn系)为代表的铝合金具有优异的力学性能、抗应力腐蚀能力及低温韧性[1~3]
随着航空航天事业的发展,使航天器减重是一项重要课题[4,5]
锂(Li)是最轻的金属元素,加入1%的Li可使铝合金的密度降低3%,刚度提高6%
用铝锂合金替代传统的铝铜合金,可使结构减重10%~15%,刚度提高15%~20%[6,7]
较晚问世的第三代铝锂合金2195(Al-Cu-Li),具有密度低、比强度高、耐腐蚀性能良好及较好的塑性变形能力等优点,可用于航空航天领域[8,9]
但是2195铝合金的成本高、加工难度大和成品率低,将其与2219铝合金联合使用可实现航天器的减重并节约成本[9,10]
目前对铝锂合金焊接工艺和性能的研究,主要集中在搅拌摩擦焊工艺对其组织和性能的影响[9,11~13]
张华等[14]研究了不同搅拌摩擦焊工艺对2195铝锂合金的可焊性的影响
研究表明,随着旋转频率和焊接速度的提高焊接接头的抗拉强度先增后减
陈永来等[10]研究了搅拌摩擦焊中搅拌头前进速度与旋转速度对接头孔洞缺陷的影响
结果表明,当圆柱形搅拌头旋转速度与前进速度比值不当时,在接头前进侧下部容易产生贯穿整个接头的隧道型缺陷
Chu等[15]研究发现,较长的停留时间对于热传导、材料流动和搅拌区膨胀至关重要,有利于形成良好的焊缝
而钨极氩弧焊(TIG)和变极性等离子弧焊(VPPA)作为工程中较为常见的两种焊接方法,具有经济性、灵活性及易操作性等特点
目前,关于这两种焊接方法对铝锂合金焊接组织及性能影响的研究较少[16]
此外,采用TIG和VPPA方法焊接铝锂合金时容易出现接头强度系数低、气孔等问题[17,18]
鉴于此,本文对2195-2219铝锂合金分别进行钨极氩弧焊(TIG)与变极性等离子弧焊(VPPA),研究不同工艺的焊接接头的显微组织和力学性能
1 实验方法实验用2219和2195铝合金板的厚度为6 mm,焊前均经过T8即固溶+冷变形+时效处理,处理后合金的抗拉强度和延伸率分别达到了456 MPa、10.5%与580 MPa、6%
选用2235铝合金焊丝做填充材料
母材和填充材料的化学成分,列于表1
Table 1表1表1母材和焊丝的成分Table 1Composition of base metal and welding w
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“2195-2219异种铝合金焊接接头的微观组织和性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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