铝锂合金的可焊性

与常规铝合金相比,铝锂合金刚度高、质量轻,因此铝锂合金用于飞机、航天飞行器的结构和火箭发动机壳体大有前途。但在实际制造过程中,有一部分结构需要焊接,而目前主要的焊接方法有气体钨电弧焊接(GTAW)和气体金属电弧焊接(GMAW),但是这些铝锂合金的可焊性程度如何呢?     

轻型铝-锂合金的焊接

由于与相当强度的普通铝合金比较,铝中加入锂能降低密度,提高刚度,因而铝-锂合金在航天工业部门已引起了广泛的兴趣。本文对公开发表的焊接铝-锂合金的结构和性能资料做一简要的综述。概括了这类轻型合金用熔极氩弧、钨极氩弧、电子束和激光束焊接的特性。这些合金看来似乎易于熔焊,但易于产生气孔、裂纹、未熔透及接头强度系数低等问题。热处理对接头强度系数的影响也是很显著的。用激光焊接可以消除普通焊接方法带来的一部分问题。激光焊接表明,表面软化程度较低,不产生气孔,具有较高的接头强度系数。资料建议如要将铝-锂合金焊接结构迅速应用到许多工业部门,则必须集中研究性能评价的更综合更系统的方法。     

苏联的铝锂合金

综述了苏联研制的铝锂合金系列,着重介绍了其中在合金成分和附加组元方面的特色以及稀土元素的系统研究和选择;提供了有关使用性能和工艺参数的数据,包括铝锂合金焊接性能的研究以及可焊铝锂合金的实际应用。对苏联的铝锂合金研究动向进行了初步归纳,其中包括铝锂合金树脂浸渍增强层压材料以及粉末冶金铝锂合金的研究。     

919铝合金焊接工艺研究

本文通过某型鱼雷919铝合金壳体的焊接,对919铝合金的焊接性及焊接工艺进行了初步研究,提出了该种材料在焊接结构设计上应考虑的问题．通过焊接工艺试验及模拟产品的焊接,摸索出可行的焊接工艺参数,并证明了该种材科的可焊性。     

锂及其含锂合金的研究与应用现状

对锂、含锂及锂合金的研究情况进行总结,综述金属锂的制备工艺,Al-Li合金、Mg-Li合金的特性、性能改善途径及制备工艺,锂合金热电池阳极材料的研究概况。还阐述了含锂及锂合金的应用现状。     

高韧性铝—锂合金

目前的铝—锂合金,虽然密度比常规的铝合金低,但在同样的强度条件下,却很少能有与之相对应的韧性。这一缺陷阻碍了铝—锂合金对常规铝合金的取代。最近研制出的4种有专利权的铝—锂合金,是想使其具有较高的抗应力腐蚀断裂(SCC)性能。在相似的强度条件下,它们也具有比工业用铝—锂合金或常规铝合金高得多的抗冲击能力。初步实验表明,这些合金的短的横切口(L-S切口)处断裂韧性和抗SCC性能与工业用铝—锂合金相比均有所提高。预计这种可能获得的突破会有助于航空航天工业中铝—锂合金对常规2000和7000系列铝合金的取代。     

铝锂合金的内耗研究

研究了铝锂二元和五元合金的内耗。采用倒扭摆法,测定了不同热处理和时效状态的铝锂合金在升温和降温过程中的内耗和剪切模量。测量频率为0.3～5.0Hz。观测到了铝锂二元和五元合金中各自不同的内耗峰(即晶界内耗峰,Ke Peak)。实验表明,与纯铝和传统的铝合金相比,铝锂合金葛峰的峰高值比较低,并且对应葛峰的温度较低。根据晶界粘滞性滑动模型,上述实验结果可以归因于溶质原子Li及其沉淀相δ′(Al_3~(?)Li)和凸(AlLi)对晶界滑动的阻尼。还对铝锂合金在不同热处理状态下的显微组织结构进行了透射电镜观察。     

冲压焊接铝车毂用合金研究

在对冲压焊接铝合金车毂进行结构强度有限元分析的基础上 ,对Al-Zn -Mg系合金的热处理工艺及焊后性能进行了相关试验。试验结果表明 ,上述合金能满足冲压焊接铝合金车毂的使用要求。     

陆军战车用2219-T851和2519-T87铝合金装甲可焊性研究

为确定2219—T851和2519—T87铝合金装甲应用于美陆军装甲战车的可行性,曾对两种合金的可焊性进行了预先研究。合金的可焊性是根据焊件的拉伸强度、疲劳极限、抗应力腐蚀裂纹以及抗弹试验来评定的。结果表明,由于2519—T87具有较高的拉伸强度和抗应力腐蚀裂纹性能,故该合金是一种可以替代5083—H131和7039—T64的铝合金装甲材料。 最初的焊件未能满足MIE—STD—1946所规定的抗弹性能要求,但这些试验结果仍是很令人鼓舞的。可以认为,采用新的接头结构设计和改变MIL—STD—1946中规定的临界速度要求,2519—T89铝合金焊件可以表现出足够高的抗弹性能。     

Al-Li合金的军事应用

一、概述。锂（Li）是自然界最轻的金属，铝锂（Al-Li）合金具有低密度、高强度、高弹性模量、耐高温、优良的超低温性能及良好的抗蚀性等系列优点。研究表明：与常规的铝合金相比，它们的官度低8%-10%，弹性模量高10%-12%，而机械性能和可生产性又与常规铝合金相似，因此把它用作结构材料，潜在经济效益极大，成为新一代结构材料。为此，     

新型铝合金

俄罗斯专利RU2237097中公布了一种可焊接铝合金。该铝合金中各种合金元素的含量范围是（质量分数）：Mg4．0％-6．5％、Zr0．04％-0．15％、Sc0．2％-0．3％、Be0．0001％-0．01％、B0．001％-0．01％、Ag0．1％-0．5％，还含有0．01％-0．4％的Y、Ti、Hf或V元素（至少含有其中的两种元素）。该合金热裂倾向低，具有高强度、高延伸率和高抗冲击性能，焊接性能良好，可以用作建筑材料。该合金特别适于作为航空用铝合金和其他工业铝合金产品的焊接填料使用．它可以使铝合金焊接接头的抗裂纹能力、强度、     

2219铝合金锻件焊接缺陷失效分析

针对2219铝合金锻件在焊接过程中发生故障,使用离子体光谱仪、辉光质谱仪等对焊缝的力学性能、显微组织及其化学成分进行综合分析。结果表明:基体合金杂质元素超标是引起焊接故障的根本原因;杂质Bi为低熔点金属元素,其在合金中含量过高,易引起基体材料焊缝状态及焊接性能异常;对故障进行复现后提出控制焊接质量的有效措施。     

含Sc焊丝对7B52叠层铝合金焊接接头组织与性能的影响

使用1~#不含钪与2~#含钪铝镁焊丝对7B52叠层铝合金板采用MIG焊接方法进行焊接,并对焊接接头进行力学性能测试及显微组织分析研究。结果表明:采用2~#焊丝焊接板材,焊接接头焊缝区和熔合区晶粒尺寸均小于1~#焊丝焊接接头;1~#焊丝与2~#焊丝焊接接头平均抗拉强度分别为306 MPa和358 MPa,断后伸长率分别为3.3%和5.5%;添加微量钪元素后焊缝区的显微硬度也得到提高。因此,含钪铝镁合金焊丝能提高7B52叠层铝合金板材的焊缝综合力学性能,推动7B52叠层铝合金的应用。     

中厚度7A05铝合金MIG焊接工艺研究

对以ER5356铝合金焊丝为填充材料的中厚度7A05铝合金MIG焊接进行工艺试验和工艺研究。利用金相显微镜、X射线探伤仪和力学性能检测设备等分析测试手段,研究焊接接头的组织和性能。结果表明:选择的焊接材料和制定的焊接工艺合理可行;7A05铝合金焊接接头具有优良的抗裂性能和综合力学性能;评定结果可以用于指导7A05铝合金结构件的焊接。     

航天运载器贮箱结构材料工艺研究

美国运载火箭低温料燃料贮箱材料２０１４,２２１９都是３５年以前设计的,材料已经过时。用新的２１９５超高强度锂合金成功地制造了航天飞机大型ＬＨ２、ＬＯ２贮箱,减轻重量３４０５ｋｇ。论述了美国Ｗｅｌｄａｌｉｔｅ０４９系列超高强度铝锂合金迅速发展的研制特点,材料的力学性能,设计要求,主要结构的成型工艺和焊接工艺。     

AA2195-AZ31B搅拌摩擦焊温度与残余应力场的数值模拟

针对AA2195铝锂合金和AZ31B镁合金,基于耦合欧拉拉格朗日（coupled eulerian-lagrangian,CEL）方法,结合有限元分析软件Abaqus,建立了搅拌摩擦焊对接过程的有限元模型。同时,对焊接过程中的动态温度场及焊后残余应力场的分布进行了研究。结果表明：焊缝区域应力以纵向应力为主,最大残余应力在AA2195铝锂合金侧。垂直于焊缝的截面纵向应力呈“M”形分布,最大值约为220 MPa,双峰之间存在倒“V”形。焊接过程中温度变化趋势与应力循环曲线负相关。此外,针对2 mm厚的AA2195铝锂合金和AZ31B镁合金板材进行了搅拌摩擦焊试验,用盲孔法对焊后残余应力进行测试,验证了模型的准确性。     

铝锂合金焊接裂纹敏感性

应用拘束试验评定２０９０、８０９０、２０９４和２１９５铝锂合金焊接固化裂纹的敏感性；用Ｇｌｅｅｂｌｅ热塑性试验测定２１９５合金热影响区液化裂纹的敏感性。根据凝固时固化脆性温度范围，应用新的评估方法合金２０９４和２１９５对固化裂纹最敏感；根据液态高温塑性损失，发现横向于板材轧制方向的试样在较低的温度下，比径向于板材轧制方向的试样更容易遭受热塑性损失。     

焊缝低配度对铝合金焊接接头强度的影响

为研究焊缝低匹配度对铝合金焊接接头强度的影响规律,分别对ER5356与ER5087焊丝熔敷金属和A7N01铝合金焊接接头进行拉伸试验,并对具有不同低强焊缝的焊接接头进行疲劳强度试验。结果表明:无论是采用ER5356焊丝还是ER5087焊丝,A7N01铝合金的焊接接头均呈低匹配形式;与ER5356焊丝相比,使用ER5087焊丝焊接的铝合金接头焊缝金属的低匹配程度降低,并且随着焊缝强度低配度的降低,焊接接头的静强度和疲劳强度均相应提高。可见,焊缝低配度是影响铝合金焊接接头强度的一个重要因素。     

焊接电流对7N01铝合金焊接接头组织和性能的影响

采用TIG焊对7N01铝合金进行焊接,利用金相、硬度和腐蚀实验,研究不同焊接电流对7N01铝合金焊接接头组织和性能的影响。结果表明:当焊接电流为170 A,焊接接头的组织为细小均匀的α-Al固溶体,其上分布着均匀、细小、弥散的η相,接头具有较好的硬度和耐蚀性。     

新型含Sc焊丝焊接7B52板材工艺及性能研究

用添加含Sc铝合金焊丝TIG/MIG焊接工艺对18 mm厚7B52铝合金对接接头进行焊接,对接头成形质量、接头拉伸性能、显微硬度、显微组织及断口形貌进行分析.结果表明:添加新型含Sc焊丝TIG/MIG焊接7B52铝合金焊接性能良好,TIG焊接头最高抗拉强度为423 MPa,平均抗拉强度为412.7 MPa,MIG焊接头最高抗拉强度为420 MPa,平均抗拉强度为410 MPa,焊接接头性能远高于添加ER5356焊丝.这是由于焊丝成分中Sc、Zr、Ti在焊缝中形成的Al3Sc/Al3Zr/Al3Ti多元复合相作为焊缝金属的异质形核质点,起强烈细化晶粒的作用,在细晶强化、固溶强化和沉淀析出强化共同作用下,大幅度提升7B52铝合金焊接接头性能.