裝配條件對2219鋁合金攪拌摩擦焊接工藝的影響

劉朝磊， 周 利，， 常志龍， 吳會強， 黃永憲， 馮吉才，， 孟凡新

(1.哈爾濱工業大學(威海)山東省特種焊接技術重點實驗室，山東威海264209;2.哈爾濱工業大學先進焊接與連接國家重點實驗室，哈爾濱150001;3.北京宇航系統工程研究所，北京100076;4.天津航天長征火箭制造有限公司，天津300462)

2219鋁合金作為一種比強度高、高低溫力學性能好、焊接性能優良、耐應力腐蝕性能好的高強鋁合金，被廣泛應用于航空航天等領域［1，2］。當采用常規熔化焊方法對2219鋁合金進行焊接時，容易產生氣孔、熱裂紋、接頭軟化等問題。而攪拌摩擦焊(friction stir welding，簡稱FSW)作為一種新型的固相連接技術能夠避免出現以上缺陷，獲得高質量的接頭，因而受到廣泛的關注和應用［3～5］。張聃［6］、彭杏娜等［7］研究表明2219鋁合金FSW接頭力學性能明顯優于鎢極氬弧焊(TIG)。李繼忠等［8］通過垂直排列和平行排列試樣研究異種鋁合金攪拌摩擦焊材料流動行為及成形機制。

目前針對2219鋁合金攪拌摩擦焊已經開展較多的研究，但實驗大都在理想裝配條件下進行。實際焊接過程由于焊接設備、工裝夾具、結構加工精度等原因，工件會出現對接間隙和攪拌頭不對中等裝配偏差問題，其往往導致接頭的力學性能降低［9～12］。目前有關工件裝配條件對攪拌摩擦焊接頭成形和組織性能影響規律的研究還較少。本工作在前期獲得理想裝配條件下2219鋁合金攪拌摩擦焊接優化工藝參數基礎上，針對實際焊接過程中出現的對接間隙、攪拌頭不對中等偏離理想裝配條件情況，研究其對攪拌摩擦焊工藝以及接頭組織性能的影響規律，得出裝配偏差的容許范圍。……