母材相对位置对航天异种高强铝合金FSW接头组织性能的影响机理

采用搅拌摩擦焊实现了陶铝/2219-C10S这两种航天高强铝合金的固相焊接,重点研究了母材相对位置对接头力学性能与微观组织的影响机理。结果表明,将2219铝合金置于后退侧得到的接头经历了更高温度的焊接热循环,导致异种搅拌摩擦焊接接头薄弱区(2219Al侧靠近热机影响区的焊核区)晶粒组织较为粗大,同时分布着尺寸较大且分布密度较低的Al_(2)Cu和Al_(2)0Cu_(2)Mn_(3)第二相颗粒,使得接头力学性能降低。与此相比,将2219铝合金置于前进侧降低了焊接热作用,并促进了焊核区材料流动,获得了细小的晶粒组织,同时在焊核区发生了Ti和B元素由陶铝侧向2219Al侧扩散的现象,诱发了细小的TiB_(2)相的形成,此时接头中弥散均匀分布的细小Al_(20)Cu_(2)Mn_(3)、Al_(2)Cu和TiB_(2)第二相使得接头具有较好的力学性能。研究结果为异种航天高强铝合金的高质量搅拌摩擦焊接提供了理论依据和技术基础。