2219鋁合金TIG焊接性研究.pdf

1、本文通過對(duì)新一代運(yùn)載火箭3.35m直徑模塊助推器研制方案中選定的貯箱材料——厚度為6mm的2219鋁合金板進(jìn)行焊接試驗(yàn)與測(cè)試，研究了該材料的焊接性，同時(shí)對(duì)焊接工藝進(jìn)行了初步研究。從而可為方波TIG方法及2219鋁合金在貯箱焊接加工方面應(yīng)用的可行性驗(yàn)證，以及后續(xù)的貯箱試制提供必要的依據(jù)。 文中對(duì)焊縫寬度受焊接參數(shù)的影響作用進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)表明占空比、電流頻率、氬氣流量、電弧高度在打底焊接時(shí)宜分別選用20％、100Hz、15L/

2、min、6.5mm，蓋面焊接時(shí)宜分別選用40％、80Hz、18L/min、6.0mm。 通過采用不同的焊接條件，研究了2219T6合金的焊接氣孔敏感性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)試板供貨態(tài)和表面進(jìn)行丙酮清洗后的試板都產(chǎn)生了鏈狀氣孔。試板表面經(jīng)機(jī)械刮削后焊縫中基本不產(chǎn)生氣孔。采用大規(guī)范焊接有助于減少2219T6合金焊后接頭中的氣孔。降低焊接時(shí)的環(huán)境溫濕度對(duì)減少氣孔存在有利作用。在相同的焊接條件下，2219T6鋁合金和2A14T6鋁合金焊接氣孔敏感性

3、無顯著差異，采用ER2319焊絲或H703焊絲對(duì)2219T6合金焊接氣孔敏感性無顯著影響。 通過剛性固定對(duì)接焊接裂紋傾向性試驗(yàn)和十字搭接焊接裂紋傾向性試驗(yàn)，對(duì)2219T6合金的焊接裂紋敏感性進(jìn)行了試驗(yàn)與研究。剛性固定對(duì)接焊接裂紋敏感性試驗(yàn)中未產(chǎn)生裂紋。十字搭接裂紋敏感性試驗(yàn)中焊縫內(nèi)晶粒細(xì)小，呈等軸狀。裂紋沿共晶網(wǎng)格走向，共晶網(wǎng)格主要由α(Al)-CuAl2共晶組成。裂紋性質(zhì)屬于結(jié)晶裂紋。在其他焊接條件相同的情況下，6mm厚的22

4、19T6板材比3mm厚的更容易產(chǎn)生裂紋，采用國產(chǎn)的H703焊絲后焊接結(jié)晶裂紋敏感性比ER2319焊絲低。在其他焊接條件相同的情況下，選用大的焊接電流更容易產(chǎn)生焊接熱裂紋，經(jīng)變極性TIG與方波TIG方法焊接后接頭裂紋敏感性無顯著差別。 通過采用不同的焊接條件研究了2219T6合金焊接接頭的力學(xué)性能。結(jié)果表明在本文所述的范圍內(nèi)隨著焊接規(guī)范增強(qiáng)，抗拉強(qiáng)度、伸長率及焊縫強(qiáng)度系數(shù)均增加。其他焊接條件相同的情況下，經(jīng)方波TIG或變極性TIG

5、焊接后接頭的抗拉強(qiáng)度無顯著差別，采用ER2319和H703焊絲得到的接頭強(qiáng)度數(shù)值相近。與單面兩層焊相比，經(jīng)兩面三層焊后其接頭的強(qiáng)度和伸長率都相對(duì)較高。同樣焊接條件下形成的焊接接頭在-196℃低溫下的抗拉強(qiáng)度、伸長率高于室溫條件下。與焊后直接進(jìn)行拉伸性能測(cè)試的接頭相比，同樣焊接條件下形成的焊接接頭經(jīng)人工時(shí)效后其抗拉強(qiáng)度有所提高，但試樣整體的伸長率有所下降。彎曲性能和沖擊韌性都隨焊接規(guī)范的增強(qiáng)而增加。焊接接頭在-196℃低溫條件下的沖擊韌性