焊接速度对2198铝锂合金薄板PFSW焊缝不同位置焊接深度的影响

于明玉，朱 海，张 剑，袭著鑫，孙朝伟

(1.东北林业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.东北林业大学 工科教学实习中心，黑龙江 哈尔滨 150040)

无针搅拌摩擦焊(Pinless friction stir welding,PFSW)是在搅拌摩擦焊(FSW)的基础上发展的一种新型固相焊接技术，PFSW与传统搅拌摩擦焊相比最大的特点是仅有轴肩而没有搅拌针，在轴肩下表面加工有沟槽以增强金属的塑性流动。由于该焊接工艺没有搅拌针，因此可以实现薄板的无匙孔闭合连接。因其具有焊接载荷小、改善接头完整性等优势为薄板焊接提供了新的思路，因其可以得到强度可靠的无匙孔接头而备受关注[1]。

唐博[2]等人研究了工艺参数对PFSW对接焊接头性能的影响，得出在转速1 200 r/min、焊接速度300 mm/min～400 mm/min时接头的拉伸强度可达到母材的90%，伸长率可达到母材的80%。Wenya[3]等人研究了PFSW工艺参数对其接头缺陷及性能的影响，发现在合理的焊接参数下，缺陷可以被消除，接头的最大抗拉强度为326 N/mm2，约为基材的74.1%。Liu[4]研究了轴肩形貌对PFSW对接接头性能的影响，指出六槽工具可以防止包铝层进入焊核区，改善接头性能，接头的抗拉强度达到最大值362 N/mm2，相当于母材的85.1%。然而上述文献均是针对PFSW焊接稳定段接头性能的研究，关于PFSW焊接起始端与末端的研究还未见报道。

2198-T4铝锂合金是一种比强度和比刚度高的新型航空航天铝合金材料，与其他铝合金相比较，可减轻结构重量的10%。目前对于2198铝锂合金主要采用激光焊接，由于采用激光焊接铝合金能量吸收率低，焊缝缺陷多等不足，PFSW成了很好的替代工艺，但目前有关2198铝锂合金PFSW对接焊研究尚未开展，对2198铝锂合金进行PFSW工艺研究，对推进和拓展搅拌摩擦焊的应用具有较大的工程意义和价值。……