2219-T6激光同轴辅助搅拌摩擦焊性能与组织分析

对2219-T6铝合金激光同轴辅助搅拌摩擦焊接头的宏观形貌、力学性能及显微组织进行了研究.结果表明,激光辅助热源的加入有助于消除金属塑性流动不充分引起的隧道缺陷,提升接头性能,但激光功率过大会加剧焊缝软化而使性能下降.激光辅助热源使焊核区扩大,且焊核区中θ相(Al2Cu)增大,但对热力影响区的显微组织无明显影响.通过固溶+人工时效方法的焊后热处理以显著提升接头强度(从母材强度的76%提升100%).加入激光的焊核区及热力影响区在热处理后晶粒尺寸相比不加入激光有所减小,且激光功率越大,对应的晶粒尺寸越小.

激光同轴辅助搅拌摩擦焊的激光加热特性研究

在研究激光在空心搅拌头内传热行为的基础上,将激光同轴辅助搅拌摩擦焊过程分为搅拌头插入焊缝前、插入焊缝原位旋转以及沿焊缝前进3个阶段,采用接触式和非接触式测温手段获取搅拌头以及焊缝的温度场,对激光加热特性进行研究。研究结果表明:激光能量在小孔内的分布并不均匀,近3/4的激光能量集中在小孔的底部;激光功率越高,搅拌头温度上升越快,峰值温度也越高;细孔底部对应的搅拌针外表面温度最高,轴肩处温度明显下降;复合焊接在靠近焊缝中心处的温度要明显高于常规FSW,激光在搅拌头插入焊缝前预热,能够更加快速地提高焊缝温度。在一定焊接工艺参数下,加入激光能够消除常规搅拌摩擦焊焊缝中的孔洞,不会改变焊缝横截面的组织分布。