2219铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的不均匀性研究

徐世伟，李茂林，张体明，汤化伟，叶富强，唐建霖，曾宙，朱兴

2219铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的不均匀性研究

徐世伟1，李茂林1，张体明1，汤化伟2，叶富强1，唐建霖1，曾宙1，朱兴1

（1. 南昌航空大学 航空制造工程学院，南昌 330063；2. 上海航天设备制造总厂有限公司，上海 200245）

针对2219铝合金搅拌摩擦焊接头受焊接热作用和机械搅拌作用的影响，极易产生组织和力学性能不均匀的情况，深入研究接头的局部力学性能，为焊接工艺优化提供理论指导。采用显微组织分析与数字图像相关（DIC）技术测试相结合的方法，对2219铝合金搅拌摩擦焊接头的组织和局部力学性能进行表征，并建立搅拌摩擦焊接头各区域的局部力学性能模型。2219铝合金搅拌摩擦焊接头的力学性能薄弱区为热机影响区。试样断裂前该区域局部应力达到345 MPa，局部应变为18.9%，而此时母材应变仅为1.91%。热机影响区的组织在焊接热作用和机械搅拌的双重作用下发生了粗化和软化，导致该区的力学性能降低，是整个焊接接头的薄弱区域。

2219铝合金；搅拌摩擦焊；焊接接头；数字图像相关（DIC）技术；力学性能

2219铝合金有着密度小、强度高、耐腐蚀性强等特点，属于硬铝合金的一种，运用在航空航天领域中可以使飞行器轻量化，从而提高飞行器的飞行效率，被广泛应用于航天火箭贮箱结构零件的制造。2219铝合金在使用传统的熔化焊手段进行焊接时，其焊接接头从熔化到凝固时易生成裂纹、夹渣等缺陷，焊接接头组织软化现象明显，影响使用性能[1]。……