铝锂合金搅拌摩擦焊搭接接头组织及力学性能

张丹丹¹，曲文卿¹，庄来杰¹，杨模聪²，陈洁²，孟强³，柴鹏³

1. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院2. 上海飞机制造厂3. 北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心

摘 要：采用搅拌摩擦焊对2mm厚不同铝锂合金进行搭接,并对接头的组织和力学性能进行分析。同时研究了焊接工艺参数、热处理状态对接头性能的影响。研究表明:搭接接头焊核区呈"洋葱环"结构,由细小的等轴晶组织构成;前进侧搭接界面有"钩状"缺陷,对接头力学性能产生不良影响。搭接接头的塑性较差,伸长率仅有3.18%,不及母材伸长率的25%;当转速为800r/min、焊速为200mm/min时,接头的强塑性最佳,抗拉强度达到467MPa(母材的94%);热处理对搅拌摩擦焊焊接头力学性能影响显著,经过人工时效后,接头强度提高了13%～18%,抗拉强度最高达到526MPa,伸长率都有所下降。断口形貌分析表明:接头拉伸断裂是从前进侧的"钩状"缺陷起裂;接头拉伸断口为准解理和韧窝断裂的复合断口。

关键词：搅拌摩擦焊;铝锂合金;力学性能;微观组织;断口分析;