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电脉冲处理对2024-T4铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响*

2021-07-27许爱军汤泽军章锦涛万海峰王子涵

航空制造技术 2021年10期

许爱军,汤泽军,章锦涛,万海峰,王子涵

(1.北京卫星制造厂有限公司,北京 100090;2.南京航空航天大学机电学院,南京 210016)

搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)相比其他焊接方法具有焊接强度高、固相焊接无缺陷、可焊接热裂纹敏感的材料等优点,是铝合金材料连接的主要方法,在航空航天、船舶等领域具有广泛应用。然而,对于部分铝合金而言,经FSW后,接头处会出现局部软化区,导致接头强度降低,影响其正常应用。通过焊后热处理可以有效改善接头的力学性能。目前,对铝合金FSW的焊后处理工艺研究主要在退火热处理和固溶再时效处理两方面。Emanuela等[1]对6082–T6铝合金搅拌摩擦焊接试样进行了2h的535℃热处理,发现熔核区晶粒出现异常长大现象,同时经过热处理之后,塑性大幅度提高,而强度基本不变。Guven等[2]在探究热处理工艺对6061铝合金搅拌摩擦焊接头的影响时观察到了晶粒的异常长大现象,认为这与工艺参数的选取有关。Chaitanya等[3]探究了不同热处理方式对AA7039铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能及微观组织的影响,发现固溶处理后得到的接头强度最低,而时效处理后接头强度显著提高。然而,传统炉式热处理工艺不仅需要较高的能量消耗、较长的加热时间及热处理时间,对于铝合金搅拌摩擦焊接零件而言,还受加热炉尺寸的限制。因此,需要一种新型的热处理方式解决上述问题。电脉冲处理作为一种快速、高效、节约能源的工艺方法受到越来越多的关注。与传统炉式热处理工艺相比,电脉冲可以在较低的温度下促进金属材料的晶粒细化、再结晶以及相变,同时提高位错运动速率,愈合材料内部微观裂纹,从而提高材料的综合性能[4–9]。……

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