2219鋁合金交流TIG堆焊成型技術(shù)研究.pdf

1、電弧堆焊成型技術(shù)作為快速成型方法的一種，具有成本低、效率高、可控性好和冶金性能良好等優(yōu)點，近期受到許多研究者的關(guān)注。2219鋁合金因其高強度、較好的耐蝕性及可焊性等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，本文將重點從成型工藝、微觀組織和力學(xué)性能三個方面入手，開展對2219鋁合金交流TIG堆焊成型技術(shù)的研究。
　　首先利用同一成型參數(shù)，在不同厚度基板上成型出單道多層薄壁鋁合金堆焊試樣，得出基板厚度對薄壁試樣穩(wěn)定區(qū)域熔寬尺寸沒有影響。此后利用

2、二次通用旋轉(zhuǎn)組合方法設(shè)計的試驗樣本建立試樣穩(wěn)定區(qū)域成型尺寸的預(yù)測模型，驗證發(fā)現(xiàn)模型預(yù)測精度較高；分析試樣熔寬尺寸的影響因素發(fā)現(xiàn)，焊接電流、焊接速度和層間溫度是影響熔寬的主要因素，且焊接電流和層間溫度對熔寬的影響存在交互作用；采取三種電流變化策略來調(diào)控穩(wěn)定成型尺寸，結(jié)果顯示不同基板厚度下熔寬變化區(qū)成型尺寸最優(yōu)調(diào)控方案不同，該變化揭示了基板厚度增加后相鄰層間散熱差異增大的變化規(guī)律。
　　分析了薄壁鋁合金堆焊試樣典型組織特征發(fā)現(xiàn)，堆焊試

3、樣不同區(qū)域的溫度梯度和結(jié)晶速度的不同所導(dǎo)致的成分過冷的差異是其組織形態(tài)特征變化的主要原因；設(shè)計了四組同尺寸堆焊試樣的不同參數(shù)組合方案，對比其組織和力學(xué)性能差異，測試表明水平和垂直方向抗拉強度無各向異性，最高強度可達248MPa，接近母材的60％，而水平和垂直的延伸率存在各向異性，究其原因是由試樣組織特征和晶粒生長方向決定的；觀察水平和垂直拉伸試樣微觀斷口知，其斷裂方式為沿晶和穿晶混合斷裂，之后利用掃描電鏡觀察斷口形貌，水平和垂直拉伸斷口

4、均為韌窩斷裂，韌窩尺寸小但相對較淺；對堆焊試樣氣孔形貌、分布特征及產(chǎn)生機理進行了探究，并提出了一些控制措施；
　　對單層多道堆焊試樣最優(yōu)焊道間距傳統(tǒng)計算模型進行了分析和改進，利用試驗驗證了改進模型的精確性和適用性；之后探究了三種成型路徑下厚壁堆焊試樣的成型、組織和性能差異，得出成型路徑的不同及由其引起的散熱條件的改變是其宏微觀組織不同的主要原因；對其力學(xué)性能進行測試發(fā)現(xiàn)，試樣綜合力學(xué)性能除了與熱輸入、散熱條件有關(guān)，還與組織特征和晶