2219鋁合金TIG和FSW接頭力學及疲勞性能

楊子涵，劉德博，楊思愚，韓永典,3

2219鋁合金TIG和FSW接頭力學及疲勞性能

楊子涵1，劉德博1，楊思愚2，韓永典2,3

（1.北京宇航系統工程研究所，北京 100076；2.天津大學 材料科學與工程學院，天津 300350；3.天津市現代連接技術重點實驗室，天津 300350）

研究鎢極氬弧焊（TIG）和攪拌摩擦焊（FSW）對2219鋁合金（母材）力學及疲勞性能的影響。通過拉伸試驗，得到了母材、TIG和FSW接頭的抗拉強度和伸長率；通過疲勞性能試驗測試了母材、TIG和FSW接頭在不同應力下相應的疲勞壽命，根據疲勞試驗結果繪制了其試樣的曲線；使用掃描電子顯微鏡觀察并分析了疲勞斷口的形貌特征。未焊接的鋁合金母材抗拉強度和伸長率最高，分別為506 MPa和15.92%；TIG接頭抗拉強度和伸長率分別為330 MPa和7.65%，FSW接頭抗拉強度和伸長率分別為310 MPa和8.74%。母材、TIG和FSW接頭等3種疲勞試樣在2×106次循環下的疲勞強度分別為129、108、115 MPa，其疲勞斷口均可分為裂紋源區、裂紋擴展區和瞬間斷裂區，疲勞裂紋分別起始于試樣表面的局部變形區、第二相夾雜物和“吻接”缺陷。疲勞裂紋擴展區的主要形貌為疲勞輝紋和二次裂紋，瞬間斷裂區以脆性斷裂為主。TIG和FSW等2種焊接工藝均導致了2219鋁合金的強度、塑韌性和疲勞性能降低，其接頭表面的第二相夾雜物和“吻接”缺陷促進了疲勞裂紋的萌生。

2219鋁合金；拉伸性能；疲勞性能；斷口形貌特征；鎢極氬弧焊；攪拌摩擦焊

2219鋁合金是一種具有良好焊接性的高強度鋁合金材料，常用在航空航天等領域[1-3]。在建造鋁合金結構件時，常用焊接將鋁合金連接起來。……