2219铝合金变截面结构搅拌摩擦焊接工艺及组织特性

发布时间：2024-04-07 20:01

　　针对变截面结构产品,提出了一种变截面搭接结构搅拌摩擦焊接方法,通过加装辅助板将整条焊缝焊接方向上补偿为等厚度。焊接采用一次定位焊接+二次定位焊接+正式焊接的工艺方式,一次定位焊为预定位,二次定位焊保证辅助板与试片主体结构之间形成有效连接,正式焊保证形成完整的焊缝。焊缝表面成形良好,超声相控阵检测无超标缺陷。通过对力学性能的分析,变截面搭接结构处焊缝与非搭接处焊缝和常规对接焊缝的力学性能基本相同,平均抗拉强度均达到母材的70%以上,平均延伸率均在5.8%以上。变截面搭接焊缝焊核处晶粒形态为细小的等轴晶,靠近轴肩影响区部分的晶粒尺寸大于靠近焊缝根部的晶粒尺寸,受再结晶影响,焊缝两侧热机影响区处辅助板搭接界面消失。

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【部分图文】：

图1台阶式变截面结构

采用2219铝合金，材料状态为C10S，板材规格为700mm×150mm×δ（δ为板材厚度），焊接区截面状态为台阶式变截面结构，其中200mm范围内试片厚度为8mm，其余500mm范围试片厚度为15mm，结构状态示意如图1所示。焊接方式采用平板对接焊，因焊接方向上存在....

图2变截面搭接结构示意图

焊接方式采用平板对接焊，因焊接方向上存在7mm过渡台阶，无法直接进行搅拌摩擦焊接。为满足搅拌摩擦焊工艺要求，研究了一种变截面搭接结构搅拌摩擦焊接方法，将8mm厚度区域补偿为15mm。实验时，在试片8mm厚度区域加装辅助板，辅助板材料及状态与试片本体相同，规格为200mm×....

图3搅拌头形貌

搅拌头采用高温合金加工制造，焊接试验前，对15mm正式焊搅拌头的搅拌针长度进行修磨，使搅拌针长度小于试片最小板厚0.4～0.5mm。采用一次定位焊接+二次定位焊接+正式焊接的工艺方式进行，一次定位焊接采用搅拌针长2mm的搅拌头，二次定位焊接采用针长10mm的搅拌头，正式焊....

图4变截面焊缝焊接过程示意图

对变截面处焊缝装配辅助板，截面示意如图4中（a）所示，为保证变截面搭接界面配合紧密，对辅助板搭接端面进行机械铣削，并根据变截面试片台阶R角进行辅助板配合面处R角的配磨，最终将配合间隙控制在0.5mm之内。焊接前，使用汽油和酒精对试片焊接区及辅助板进行擦拭清理，并对试片焊接区及辅....

本文编号：3947895