2195铝锂合金T型接头双侧激光摆动焊接组织与性能分析

2195-T87铝锂合金是轻质高强的新一代航空材料,但相比于传统铝合金,铝锂合金的焊接难度更高。基于铝锂合金蒙皮-桁条结构的焊接需求,采用激光束圆形摆动的方式配合Al-Si焊丝对2195-T87铝锂合金T型接头进行双侧激光摆动焊接,对比摆动激光焊接与无摆动激光焊接所得接头的焊缝成形与组织特征,并探讨了热输入、摆动频率以及摆动幅度对焊缝成形质量的影响,最终获得了优化工艺参数下的接头横向与轴向拉伸强度,分析了通过光束摆动改善焊缝成形质量、提高接头强度的效果。结果表明,采用高焊速、低热输入与中等摆动幅度和摆动频率的双侧激光摆动焊接可改善焊缝表面成形质量,抑制气孔生成,细化焊缝晶粒,缩小等轴细晶区尺寸,进而提高接头的横向与轴向拉伸性能,所得接头的最大轴向拉伸强度为267MPa,横向拉伸强度为420 MPa,对比无摆动焊接分别提高了123MPa和95MPa,达到了母材强度的45%和70%。

光束摆动方式对2195铝锂合金T型接头双侧激光焊接裂纹的影响

2195铝锂合金具有轻质高强的特点,兼具良好的低温力学性能和抗腐蚀性能,属于新一代航空航天材料,但热裂纹敏感性较高,焊接难度大。采用双侧激光摆动焊接新技术对2195铝锂合金T型接头进行焊接,研究垂直摆动、圆形摆动和无摆动三种光束运动方式对接头焊接裂纹和接头微观组织、横截面Si元素分布状况、熔池动态行为和焊接热循环特征的影响。结果表明,2195铝锂合金在常规无摆动焊接过程中易出现结晶裂纹缺陷,摆动焊接可促进焊丝引入焊缝的Si元素均匀分布,细化焊缝组织,降低焊接热输入,配合Al-Si焊丝有良好的热裂纹抑制效果,圆形摆动方式的效果最为显著,所得焊缝晶粒细化效果最好,Si元素在横截面的分布最为均匀,焊接热输入最低,基本无热裂纹问题。