鋁鋰合金機(jī)身壁板結(jié)構(gòu)激光焊接特性研究.pdf

1、以T1相(Al2CuLi)為主要強(qiáng)化相的2060/2099新型鋁鋰合金具有低密度、高強(qiáng)度、高損傷容限等特性,其將成為國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)上機(jī)身壁板的主要結(jié)構(gòu)材料,發(fā)展對(duì)2060/2099鋁鋰合金的焊接技術(shù)是十分必要的。薄壁鋁鋰合金的常規(guī)焊接方法存在熱輸入大、變形大等問題,而雙側(cè)激光焊接技術(shù)以其穩(wěn)定性高、熱輸入低、焊接變形小,能有效解決上述問題的出現(xiàn)。
　　本文采用雙側(cè)激光焊接技術(shù)對(duì)厚度均為2mm的2060-T8和2099-T83鋁鋰合金組

2、成的T型結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接,對(duì)不同光束入射角度的焊縫成形進(jìn)行對(duì)比分析,最終選取22°光束入射角度,同時(shí)優(yōu)化雙側(cè)激光焊接工藝,獲得了外觀成形良好的焊縫。工藝試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),提高焊接速度、減小激光功率可以有效控制焊接氣孔缺陷。
　　對(duì)焊接接頭組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,為力學(xué)性能提供理論依據(jù)。焊接熱影響區(qū)的主要強(qiáng)化相為TB相(Al7Cu4Li),在晶界析出較嚴(yán)重,同時(shí)發(fā)現(xiàn)有微裂紋;焊縫的主要強(qiáng)化相為纖維狀的T相(AlLiSi),取代了母材原始組織大量彌

3、散分布的T1相,弱化了焊接接頭,焊縫的顯微硬度最低,成為焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié),這也正是橫向拉伸優(yōu)先斷裂在焊縫區(qū)域的主要原因,接頭橫向拉伸強(qiáng)度平均為390.44MPa,為2060母材強(qiáng)度的77.9％,斷口形貌是微孔聚集型斷裂和準(zhǔn)解理斷裂的復(fù)合?？v向拉伸強(qiáng)度平均為382.66MPa,其斷口上分布有尺寸較大的氣孔缺陷,導(dǎo)致承載面積減小,影響其斷裂位置的主要因素是氣孔缺陷,受微觀組織的影響不大。軸向拉伸的斷口上分布有大小不一、數(shù)量較多的氣孔,導(dǎo)致

4、承載面積急劇降低,裂紋走向沿著焊縫內(nèi)部最小截面積而不只是T型接頭的外觀最小截面積,其斷裂位置受微觀組織的影響不大。
　　采用500℃固溶加165℃時(shí)效焊后熱處理工藝,焊縫內(nèi)部初生T相球化、次生T相彌散析出,熱影響區(qū)TB相固溶到基體中,T1相重新析出;只采用165℃時(shí)效熱處理工藝,接頭的彌散析出相也同樣增多。這兩種工藝強(qiáng)化機(jī)制不同,但都使得焊接接頭整體顯微硬度增大,接頭的橫向拉伸強(qiáng)度顯著提高,強(qiáng)度均超過了2060母材強(qiáng)度的90%,而