2219鋁合金FSW-VPPA交叉焊縫組織性能研究.pdf

1、2219鋁合金因具有優(yōu)良的力學(xué)性能及其焊接性能，現(xiàn)已被確定為新一代運(yùn)載火箭推進(jìn)劑貯箱結(jié)構(gòu)材料。目前在貯箱焊接生產(chǎn)中，筒段縱縫采用攪拌摩擦焊（FSW）、總對接環(huán)縫采用變極性等離子弧焊（VPPA），因此結(jié)構(gòu)上必然會出現(xiàn)FSW與VPPA焊縫的交叉。由于先后經(jīng)歷兩次焊接熱循環(huán)，該交叉接頭的組織、性能會發(fā)生復(fù)雜變化，因此本文就2219鋁合金FSW與VPPA交叉接頭組織性能展開深入研究，對提高貯箱焊接可靠性具有重要意義。
　　本文針對貯箱的實

2、際焊接要求，以6mm板厚的2219鋁合金為母材，沿著相互垂直的方向先后進(jìn)行FSW和VPPA，形成FSW-VPPA交叉接頭，從接頭微觀組織、力學(xué)性能、氣孔缺陷等角度進(jìn)行分析，其中特別關(guān)注了交叉接頭氣孔問題，總結(jié)了氣孔形貌及分布特征，重點分析了氣孔的形成原因，并在此基礎(chǔ)上提出了交叉接頭氣孔缺陷的改善方案。
　　組織分析結(jié)果表明，交叉焊縫的焊縫區(qū)晶粒尺寸大小不一，柱狀、等軸狀形態(tài)的晶粒交混分布，焊縫邊緣出現(xiàn)了狹長的等軸狀細(xì)晶區(qū)。相比于單

3、一VPPA焊縫，交叉焊縫微觀組織呈現(xiàn)不對稱、不均勻的特征。
　　力學(xué)性能測試結(jié)果表明，交叉接頭的硬度分布規(guī)律與單一VPPA接頭相似，但交叉焊縫較單一VPPA焊縫相應(yīng)位置的硬度值均有所降低。FSW焊縫金屬引起的交叉焊縫VPPA熔合區(qū)附近氣孔發(fā)生率增加致使沿FSW方向的抗拉強(qiáng)度和延伸率相對較低，VPPA熔合區(qū)為交叉接頭的最薄弱環(huán)節(jié)；交叉接頭抗拉強(qiáng)度及延伸率均低于單一VPPA接頭。
　　焊縫氣孔缺陷研究表明，在FSW焊縫基礎(chǔ)上進(jìn)行