2A97铝锂合金CMT+P焊接工艺优化及力学性能研究

通过二次通用旋转组合设计建立了2A97铝锂合金CMT+P焊接工艺参数与接头抗拉强度之间的关系,利用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究不同工艺参数对接头力学性能的影响。结果表明,根据回归方程可确定优化工艺参数范围,在该范围内焊缝成形良好,抗拉强度均超过了母材的60%,拉伸断口位于熔合线区,呈韧脆混合断裂特征,等轴细晶与柱状晶的转变区成为接头最薄弱的环节。

基于焊缝熔深优化的7075铝合金等离子-MIG复合焊接热裂纹敏感性

通过一次回归正交实验,建立了7075铝合金等离子-MIG复合焊接参数与焊缝熔深之间的定量关系;利用Gleeble^(-1)500热模拟试验机对7075铝合金进行热塑性实验,确定了合金的脆性温度区间;采用鱼骨法对7075铝合金进行焊接热裂纹敏感性实验,并用SEM、EDS等手段分析了热裂纹的类型及产生原因。结果表明,7075铝合金脆性温度区间为470~620℃;当焊接热输入分别为2.52、2.95和3.42 k J/cm时,随着热输入的增加,焊接热裂纹敏感性呈先降低后升高的变化规律,裂纹类型由母材部分熔化区的液化裂纹转变为焊缝金属区的结晶裂纹,其中当热输入量为2.95 k J/cm时,焊接接头不仅获得最佳的焊缝熔深,而且其热裂纹敏感性最小,焊接热裂纹呈结晶裂纹方式。

2A97-T3铝锂合金激光焊接接头微观组织与织构的EBSD研究

从2A97-T3铝锂合金激光焊接头的上水平面、横截面、纵截面和下水平面进行取样,对接头的微观组织和织构进行了分析。利用电子背散射衍射(EBSD)技术的多种表征方法,如OIM、PF、IPF、取向角分布、ODF、晶粒形貌图,并结合激光焊过程的数值模拟,研究了激光焊作用下接头微观组织的演变机理。结果表明,由于薄板冷轧工艺和激光焊加工的非平衡特性,导致接头不同截面的晶粒形态、取向和微观织构存在明显差异。这种组织的不均匀性是接头性能各向异性的根本来源。因此,有必要对接头的不同截面进行分析,进而对微观组织和织构获得全面性和空间性的认识。激光诱导下,热影响区发生了动态再结晶和亚结构晶粒的形成和长大,焊缝区则产生了微观组织的重熔现象,该过程会导致母材原有织构特征在热影响区减弱、在焊缝区消失。

铝锂合金激光焊接技术研究进展

先进轻质铝锂合金因其出色的断裂韧性、高比强度比刚度、稳定高低温性能、良好耐蚀性,现已成为最具竞争力的航空航天材料之一。激光焊接具有能量密度高、热影响区窄、结构变形小和焊接速度快等优势,是焊接铝锂合金薄板材料最具潜力的工艺方法。采用铝锂合金焊接结构替代机械连接,可有效地提高材料的利用率,减少零件使用,降低制造成本,实现结构减重。目前,铝锂合金因其自身材料特性,在激光焊接过程中仍存在一些关键技术问题亟待解决。本文综述了铝锂合金,激光焊接技术,以及铝锂合金激光焊接技术在国内外航空航天领域的研究现状,并展望了铝锂合金激光焊接技术的主要研究方向。