解析2219铝合金锻件焊接接头组织与性能

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1、学兔兔www.xuetutu.com2219铝合金锻件焊接接头组织与性能天津航天长征火箭制造有限公司(300462)宋建岭孙志鹏王惠苗肖宏刘含伟摘要以2219高强铝合金锻件为研究对象，采用变极性TIG焊方法，通过金相分析、拉伸试验及扫描电镜手段分析了焊接接头不同区域显微组织结构、力学性能及断裂形貌。结果表明：2219铝合金锻件焊接接头熔合区由较宽的等轴晶带和粗大的柱状晶组成，热影响区为粗大的等轴非枝晶，打底焊缝中心组织是粗大的等轴非枝晶和等轴枝晶的混合组织，盖面焊缝中心组织是细小的等轴非枝晶组织形态；焊接接头抗拉强度平均值为285MPa，达到母材强度约65．5

2、％，断后伸长率平均值约3．7％；试样断裂位置均在熔合线附近，打底层断裂形貌呈现典型的韧性断裂特征，盖面断裂形貌以韧性断裂主，局部区域出现解理断裂及层状撕裂的混合特征。关键词：2219铝合金变极性TIG焊显微组织力学性能中图分类号：TG442数，％)见表1。为了得到优质的焊接接头，焊前用刮刀0前言去除表面及端面的氧化膜；采用低频脉冲变极性TIG2219铝合金因具有良好的性能已经成为航天贮箱焊工艺进行单面两层焊接，主要焊接参数见表2；拉伸中重要的主体结构材料_lJ，其中部分结构选用2219试验的子试样尺寸及形貌见图1所示，拉伸速率为5铝合金锻件，并采用变极性TIG

3、焊方法作为铝合金连mm／min。接手段，焊接质量的好坏直接关系到产品的安全使用。表12219及2325化学成分(质量分数，％)变极性TIG焊是一个复杂的冶金过程，这一固有特点使得焊接接头的组织及性能不均匀J。通常情况下，热影响区、熔合区和焊缝区组织及性能对贮箱的使用寿命及安全影响较大。因此，研究2219铝合金锻件焊接接头的组织及性能、断裂形貌具有重要的意义。目前，对于2219铝合金锻件的焊接特别是对其组织结表2主要焊接参数构、性能及断裂形貌的研究相对较少，有必要开展这方面的研究。文中采用变极性TIG焊方法，选用前期摸索出的合适的焊接工艺对冷作硬化的2219铝合

4、金锻件(7mm)进行施焊，分析了母材及焊接接头不同区域的显微组织，然后进行了母材和焊接接头矩形试样常温拉伸试验，研究了打底与盖面焊缝的断裂形貌及特征。这些研究为以后焊接工艺的改进及贮箱的生产制造提供了一定的试验依据，具有重要的意义。1试验材料及方法图1拉伸试样尺寸试验所选材料为7mm厚的2219铝合金平板锻件，热处理状态为T852(固溶处理+冷锻+人工时2试验结果与分析效)，其中2219材料及焊丝2325化学成分(质量分2．1母材及接头的显微组织收稿日期：2014—01—19图2中的焊缝成形美观，脉冲纹路清晰致密，正面2014年第7期51学兔兔www.xuet

5、utu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com俘搭生产应用工艺试验，获得了成形良好的焊接接头，正面焊缝宽度haviourofaluminiumalloy2219—1"87weldedplates[J]．约16mm，正面余高1．8—2．0mm，背面焊漏宽度8．52004，9(2)：121—130．—9mm，背面余高1．5—2．0mm。[2]王春炎，曲文卿，姚君山，等．2219一7铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能[J]．焊接学报，2010，31(10)：77(2)显微组织结构表明，焊接接头熔合区由较宽的—80．等轴晶带和粗

6、大的柱状晶组成，热影响区为粗大的等[3]彭杏娜，曲文卿，张国华．焊接方法对2219铝合金性能及轴晶，打底焊缝组织是粗大的等轴非枝晶和等轴枝晶组织的影响[J]．航空材料学报．2009，29(2)：57—6O．的混合组织，盖面焊缝中心组织是细小的等轴非枝晶[4]刘春飞．新一代运载火箭箱体材料的选择[J]．航空制造组织形态。技术，2003(2)：23—27．(3)拉伸试验表明，焊接接头抗拉强度平均值为[5]周万盛，姚君山．铝及铝合金的焊接[M]．北京：机械工业285MPa，达到母材强度约65．5％；断后伸长率平均值出版社，2006：26—35．约3．7％。试样断裂位

7、置均在熔合线附近，打底层断裂[6]HuangC，KouS．Partiallymeltedzoneinaluminumwelds：solutesegregationandmechanicalbehavior[J]．WeldingJour-形貌呈现典型的韧性断裂特征。盖面断裂形貌以韧性nal，2001，80(1)：9—17．断裂主，局部区域出现解理断裂及层状撕裂的混合特征。参考文献作者简介：宋建岭，1982年出生，工学博士，工程师，主要从事[1]NarayanaGV，SharmaVMJ，DiwakarV，eta1．Fracturebe一航天贮箱铝合金焊接工艺技术研

8、究。[上接第31页]ods[J]．En