焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响.pdf

《焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第42卷第3期稀有金属材料与工程Vo1．42，No．32013，正3月RAREME11AL～【ATERIALSANDENGINEERINGMarch20l3焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响王少刚1,2，俞旷2，陈忱2，邢丽(1．南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室，江西南昌330063)(2．南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要：对2090铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理，热处理工艺为530℃固溶0．5h+190℃时效12h。结果发现，焊接接头的抗拉强度由焊态下的331MPa提高到热处理后的415MPa，焊后热处理使

2、接头的强度大大提高。金相组织观察表明，铝锂合金电子束焊接头经过热处理后焊缝晶粒形貌由焊态下的等轴树枝晶转变成等轴晶，并且在晶粒内部和晶界处析出细小的强化相。XRD相结构分析显示接头焊缝中的强化相主要为8'(A13Li)、(A12CuLi)、(A13Zr)等。TEM观察证实，热处理后2090铝锂合金接头焊缝中析出了多量的球状’相和针状相。拉伸断口分析表明，铝锂合金电子束焊接头在焊态下为带韧窝的穿晶断裂，经过热处理后接头断裂模式转变为沿晶断裂。关键词：A1．Li合金；电子束焊接头；焊后热处理；微观组织；力学性能中图法分类号：TG457．14文献标识码：A文章编

3、号：1002．185X(2013)03．0579．06铝锂合金具有密度低、比强度和比刚度高等优异后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织和性能的影的综合性能，成为当今理想的航空航天结构材料之一。响，探讨接头焊缝中强化相的析出类型、大小、数量在实际生产中，铝锂合金材料常作为焊接结构使用，和分布等，以期为铝锂合金的实际电子束焊接提供理因此，有关铝锂合金的焊接引起了国内外许多技术人论指导和技术支持。员的注意，有学者开展了该类合金的焊接工艺及焊接1实验性研究工作[1’2]。已有的研究表明，采用TIG、MIG等常规熔化焊方法焊接铝锂合金易使接头焊缝的晶粒粗试验母材为209

4、0铝锂合金板材，其成分(质量分大、产生热裂纹、焊缝气孔率高等，此外，相对较大数，％)为Al一2．59Li一2．92Cu一0．11Zr-0．031Ti一0．055Fe。的热输入还会导致接头出现软化现象，严重影响接头采用对接接头型式，沿试样长度方向进行焊接，焊接的使用性能。真空电子束焊作为一种能量高度集中、试样尺寸为75mmX50mm×2mm，焊接设备为焊接热输入小的焊接方法，用于铝锂合金的焊接具有LARA52型真空电子束焊机。焊完后对2090铝锂合金较大优势，可以得到热影响区窄、晶粒细小和变形小电子束焊接头进行热处理。热处理工艺的制定是参考的焊接接头[3,4

5、1。不过，采用电子束焊接铝锂合金，仍相关文献，并通过实际试验，最后确定经过优化的焊然存在焊态下接头强度系数不高等问题。后热处理工艺方案为：硝盐炉内进行530~C／0．5h固为了进一步提高铝锂合金焊接接头的力学性能，溶，水淬，随后在恒温干燥箱中进行190~C／12h的人对接头进行合适的焊后热处理，将有助于改善接头焊工时效处理。缝和热影响区的组织与性能，从而提高焊接接头的强采用线切割方法分别截取热处理前后的接头试样度。目前国内外学者对铝锂合金接头的焊后热处理进进行试验分析。在CMT-5105型万能电子试验机上进行了一定研究【5】，但是针对电子束焊接头的焊后热处

6、行接头拉伸试验；采用HXS．1000A型显微硬度计测定理研究还比较少见，有关的热处理工艺制度和接头中接头区域的显微硬度；采用MM6型光学显微镜观察的强化相析出机理等都值得深入探讨。基于此，针对接头焊缝的金相组织，腐蚀剂为Keller试剂。采用2090铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理，分析焊Quanta200型扫描电镜观察接头拉伸断口形貌；采用收稿日期：2012—02．17基金项目：南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室开放课题研究基金(gf201001001)作者简介：王少刚，男，1966年生，博士，副教授，南京航空航天大学材料科学与技术学院

7、，江苏南京210016，电话：025—52112901，E-mail：sgwang@nuaa．edu．crl·580·稀有金属材料与工程第42卷D8ADVANCE型x射线衍射仪测定接头焊缝金属的线。在焊态下2090接头焊缝区的硬度值较低，仅为相结构组成；采用H800型透射电镜观察接头焊缝的1050MPa，经过热处理后，2090接头焊缝的硬度提高亚结构。到1300MPa，焊后热处理使焊缝金属的硬度得到显著提高。分析其原因，这是由于2090铝锂合金接头经过2结果及分析热处理后析出了大量的强化相，使接头的力学性能明2．1接头力学性能显提高。2090合金中的强化相

8、主要为相和1(Al22．1．1热处理对拉伸性能的影响CuL1)相，