精密成形工程

作者：赵宏博, 金正男, 刘旭, 张会杰, 赵运强

单位：1.东北大学秦皇岛分校 资源与材料学院, 河北 秦皇岛 066004; <br>2.天津航天长征火箭制造有限公司, 天津 300462; <br>3.广东省科学院中乌焊接研究所, 广州 510650

关键词：轴向超声辅助搅拌摩擦焊,铝锂合金,微观组织,力学性能,影响机理

基金：国家自然科学基金（52171032）;河北省自然科学基金（E2023501002）;中央高校基本科研业务专项资金（2024GFYD003）;东北大学秦皇岛分校大学生创新创业训练计划（CX24705）

目的 研究轴向超声辅助搅拌摩擦焊（UAFSW）对铝锂合金焊缝组织与性能的影响规律,分析超声辅助焊接工艺对焊缝微观组织演变及接头力学性能提升的作用机理。方法 对2195-T8铝合金板进行搅拌摩擦焊（FSW）和UAFSW,利用光学显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜等检测手段分析焊缝成形、微观组织及接头性能。结果 各转速下得到的UAFSW接头的抗拉强度与断后伸长率均高于常规FSW接头的,UAFSW接头的抗拉强度最高达到母材强度的74%。分析2种接头的薄弱位置焊核区发现,与常规FSW相比,UAFSW焊缝的焊核区宽度变小,热机影响区宽度增大。引入轴向超声使焊核区晶粒细化了5.8%,再结晶组织占比提高了10%,位错分布呈现出更多的弯折,T1相密度提升。结论 UAFSW工艺能明显提高2195铝合金的接头力学性能,这是由于施加超声不仅促进了动态再结晶并细化了晶粒,还通过增加位错弯折提升了应变能,从而促进了T1相的析出。

来源：2025年第10期

《精密成形工程》期刊编辑部

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