陈琪昊，林三宝，杨春利，范成磊，曲宏韬



随焊超声冲击对2A14铝合金TIG焊接接头显微组织和力学性能的影响

陈琪昊，林三宝，杨春利，范成磊，曲宏韬

(哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨 150001)

为了改善2A14铝合金TIG焊接头的显微组织与力学性能，在TIG焊过程中，利用超声变幅杆对焊缝进行超声冲击，超声通过固体母材和焊缝传入熔池内，影响熔池的流动及凝固，从而达到细化焊接接头晶粒和提高接头力学性能的目的，利用激光测振仪对熔池表面的振动进行测量。结果表明：超声冲击使焊接接头的显微组织发生明显的变化，焊缝中心和熔合区的晶粒由柱状晶变为了等轴晶，晶粒尺寸减小，第二相尺寸变小且分布更加分散。超声冲击使接头抗拉强度提高，抗拉强度由246.18 MPa 提高到265.50 MPa，断后伸长率由5.33%增加到6.47%。超声冲击使熔池的流动性增强，导致熔池内温度更加均匀；温度梯度减小，有利于等轴晶的形成及晶粒的细化。

铝合金；超声冲击；TIG焊接；熔池；显微组织；力学性能

铝合金具有良好的力学性能及抗腐蚀等性能，在航空航天领域具有广泛的应用[1−2]。在铝合金焊接方法中，钨极氩弧焊(TIG)由于焊接品质高、成形美观以及容易操作等优点，是一种最常用的焊接方法[3]。然而，铝合金TIG焊接头常常因为接头晶粒粗大且缺陷较多，导致接头强度较低，影响了铝合金构件的使用。为了提高铝合金TIG焊接头的力学性能，必须对常规TIG焊接工艺进行改进。

超声波是一种高频机械振动，当超声波在液体中传播时，会产生声流动及声空化现象[4]。……