铝锂合金焊接技术的研究现状

铝锂合金作为一种低密度、高性能的新型结构材料已被应用于航空航天及轨道交通等领域,铝锂合金的焊接技术更是其在航空航天等工业构件中获得广泛应用的关键。近年来,铝锂合金的焊接技术也在迅速发展。综述了可焊铝锂合金目前的主要焊接方法、焊接研究进展、特点及其适用性等。与传统弧焊方法相比,新型固相连接技术搅拌摩擦焊接头性能更好,有望在铝锂合金焊接上获得广泛应用。     

2091铝锂合金焊接接头的热处理强化

对２０９１铝锂合金接头弱化的原因进行了分析，研究了焊后热处理对２０９１合金接头强度的影响，提出了分级固溶时效处理化铝锂合金焊接接头的新方法。研究表明对铝锂合金接头进行分级固溶时效处理，可以有效提高强度，改善塑性。     

2195铝锂合金焊接技术研究进展

文中阐述了2195铝锂合金在焊接过程中存在的接头软化、易产生气孔和裂纹三类问题,综述了2195铝锂合金在TIG焊、MIG焊、搅拌摩擦焊、激光焊及电子束焊中的研究现状,尤其是介绍了焊接工艺对焊接接头微观组织与力学性能的影响,并对2195铝锂合金焊接技术研究未来的发展趋势进行了展望。     

铝锂合金FSW焊接接头性能

研究2060铝锂铝合金FSW焊接接头性能,采用光学显微镜、SEM等手段分析2060铝锂合金的微观组织、拉伸性能、显微硬度、断口形貌等性能,结果表明:在用FSW焊接2060铝锂合金过程中,当转速升高时,焊核区硬度升高;当焊速升高时,焊核区硬度基本不变,但热影响区硬度最低点向远离焊核区中心的方向移动;较高的焊接速度下(200 mm/min),随转速增加,接头强度逐渐升高,强度系数最高可达到89%;在较低焊接速度下(80 mm/min),随转速的增加,接头强度最高可达母材的87%,延伸率为10%;当转速较低时,断口呈层状结构;当转速较高时,断口出现小的韧窝。     

1420铝锂合金激光焊接的研究

对1420铝锂合金激光焊接中存在的主要缺陷产生的原因进行了系统的分析。重点阐述了激光焊接工艺参数对其焊缝成形和过程不稳定性的影响。     

8090铝锂合金焊接热裂纹敏感性的研究

采用鱼骨形裂纹试验评定8090合金热裂纹敏感性,探讨了选择焊丝改善该合金抗裂性的可能性。利用扫描、电子探针及能谱分析技术,从母材、热裂纹断口形貌等方面分析了8090合金热裂纹敏感性高的原因。     

焊接速度对铝锂合金搅拌摩擦焊接头断裂特性的影响

对铝锂合金搅拌摩擦焊接头断裂模式随焊接速度提高的变化规律进行了深入的研究。断口实验结果表明 ,在焊接速度低于υ =10 0mm/min时 ,接头断裂模式为沿晶 +穿晶混合型断裂 ;焊接速度提高到υ =2 0 0mm/min时 ,接头断裂模式为韧脆混合型断裂 ;当υ >2 0 0mm/min时 ,随着焊接速度的提高 ,接头断口形貌由存在部分塑性断裂特征变化到完全为脆性断裂特征 ,但接头整体断裂模式为沿晶 +穿晶混合型断裂。力学性能测试结果表明 ,随着焊接速度的提高 ,延伸率先增加 ,并在υ =2 0 0mm/min时达到最大值 ,继续提高焊接速度 ,延伸率下降。     

1420铝锂合金激光焊接特性研究

对3mm厚的1420铝锂合金进行了激光焊接试验。发现用3kWCO2激光,在激光功率密度未达到一般铝合金激光深熔焊阈值情况下,对1420铝锂合金却可获得较好的深熔焊效果,接头抗拉强度可达母材的80%,并分析了焊接效果和气孔形成机理。     

1420铝锂合金激光焊接接头疲劳性能分析

以厚2.5mm的1420铝锂合金板材作为试验对象，针对激光焊接工艺方法中容易影响疲劳性能的焊后热处理工艺进行了研究，并分析了这个因素对接头疲劳性能的影响。试验结果表明：热处理工艺对接头的疲劳性能影响最大，热处理工艺选择不当，能使疲劳性能明显下降。     

铝锂合金的发展及研究现状

介绍了铝锂合金的发展与应用,对当前的研究热点及研究现状进行了介绍,并对铝锂合金的发展前景做岀展望.     

1420铝锂合金搅拌摩擦焊接力学性能

针对厚度为2.8 mm的1420铝锂合金进行搅拌摩擦焊接研究,了解搅拌摩擦焊工艺参数对接头组织和性能影响.结果表明,在优化焊接参数条件下,1420铝锂合金的搅拌摩擦焊接头抗拉强度和断后伸长率均能够达到母材的90%,并且较大的焊接热输入有利于进一步提高搅拌摩擦焊接头的强度系数.通过拉伸断口扫描及显微硬度观察,1420铝锂合金搅拌摩擦焊接头拉伸断口主要为准解理和韧窝断裂的复合断口,对比各个区域的显微硬度,焊缝区域硬度高于母材,且后退侧热力影响区硬度最高,而且搅拌摩擦焊接头中存在典型的"S"线特征.     

铝锂合金双激光束双侧同步焊接各向拉伸性能分析

以新型航空铝锂合金2060为主要研究对象,采用经前期试验验证的较优的激光焊接工艺参数开展焊接试验,制取接头试样,并设计了不同方向的拉伸试验. 研究了焊接接头在纵向、环向等各个方向上的拉伸强度性能,分析了激光功率、焊接速度等工艺参数对接头拉伸性能的影响. 结果表明,2060铝锂合金具有较好的激光焊接工艺适应性,但在接头软化、拉伸性能控制等方面有待开展进一步研究.     

2195铝锂合金搅拌摩擦焊工艺

试验研究了8 mm厚2195-T8铝锂合金板材搅拌摩擦焊工艺,分析了不同搅拌针结构设计对焊缝内部质量的影响,研究了工艺参数对接头表面成形的影响,测试了接头的力学性能。结果表明,使用圆锥螺纹+三个斜面结构的搅拌针焊接,接头内部质量更好;在室温和低温(-196 ℃)条件下,接头抗拉强度和断后伸长率都呈现出随焊接速度的增加先增加后减少的趋势,当焊接速度为100 mm/min时,室温和低温(-196 ℃)下接头抗拉强度、断后伸长率都达到最高值,接头抗拉强度分别为428 MPa,538 MPa,断后伸长率分别为4.9%,7.4%;接头断裂位置位于热影响区,断口呈45°剪切断裂,断裂部位有明显颈缩。     

2099铝锂合金型材热态下材料性能

对2099铝锂合金型材在120℃~160℃温度范围内的单向拉伸进行试验,通过分析屈服极限、强度极限等材料性能发现,在温度150℃时最利于型材成形;计算得出了描述材料本构关系的Holloman模型和Swift模型,两种模型的比较表明,Swift模型对2099铝锂合金型材的材料性能描述得更为精确。     

钛合金的激光-电弧复合焊接

针对钛合金激光焊接中的问题,将激光一电弧复合焊接工艺引入钛合金的焊接.分析了激光-电弧复合焊接的复合形式、特点及研究现状,最后详细讨论了国内外钛合金激光-电弧复合焊接的研究现状.     

2060铝锂合金FSW接头微观组织和力学性能

对2060铝锂铝合金FSW接头性能进行分析,采用光学显微镜、SEM、EBSD等手段对2060铝锂合金的微观组织、拉伸性能、显微硬度、断口形貌、各向异性等性能进行分析.结果表明,最高强度系数为89.9%,最高延伸率为9.44%;FSW接头各向异性不明显;2060铝锂合金主要强化相为Al₂CuLi,并且沿一定晶体学取向分布,对基体有较强的强化作用.在焊核区及热影响区处,析出相溶解,在冷却过程中析出并长大,与基体没有特定的晶体学取向关系,形成粗大的平衡相;由于焊接过程中剧烈的塑性变形与动态再结晶,织构变为弱织构,不存在明显的晶体学取向.     

2195-T8铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能

对8 mm厚度2195铝锂合金进行了搅拌摩擦焊平板对接焊试验,利用光学显微镜和扫描电镜观察分析了焊接接头的显微组织和断口形貌特征,并对接头常温、低温拉伸性能和显微硬度进行了测试。结果表明,接头整体上宽下窄,呈V字形,由焊核区、热力影响区、热影响区和轴肩影响区组成;-196 ℃条件下,接头抗拉强度及断后伸长率分别达到母材的71.8%,53.8%;焊件的硬度分布形貌均呈W状,其中焊核区微观硬度最高,热影响区微观硬度最低;接头断裂位置均位于热影响区附近,断裂特征属于典型的韧性断裂。     

2060铝锂合金电流辅助激光填丝焊接工艺分析

为了改善2060铝锂合金激光填丝焊接的焊缝组织并进一步提高接头力学性能,使用了辅助激光填丝焊接的新方法.文中采用光纤激光器焊接2 mm厚2060-T8铝锂合金薄板,通过填充焊丝引入直流电流,研究电流对焊缝成形、焊缝结晶组织和接头力学性能的影响.结果表明,施加电流后,焊缝表面鱼鳞纹变得细密均匀,表明焊接过程更加稳定.同时,焊缝上、下熔宽趋于一致,焊缝结晶组织细化,熔合线附近等轴细晶区宽度减小.与无辅助电流相比,接头抗拉强度提高约5.8%.     

时效处理对新型铝锂合金组织及力学性能的影响

利用TEM、室温拉伸等手段研究了不同时效处理制度对某新型第三代铝锂合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：时效温度和时间对合金硬度、拉伸强度有明显影响。该铝锂合金时效的主要强化相是球状面心立方δ′相和密排六方T₁相。其中δ′相是自然时效主要强化相,随着温度升高和时间延长,δ′相逐渐溶解并开始析出大量针状T₁相,使合金硬度和强度显著提高,在170 ℃时效12 h强度即可达到峰值。     

镁合金焊接技术研究现状及发展趋势

综述了镁合金的特点与应用,分析了目前镁合金焊接存在的问题,详细论述了镁合金焊接方法,包括钨极惰性气体保护焊、搅拌摩擦焊、电子束焊接、电阻点焊、激光及其电弧复合焊、熔化极惰性气体保护焊、钎焊等特点及应用现状,并对镁合金焊接的研究与应用进行展望。