7A09 铝合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能
2021-11-08张成聪王志国王少刚
张成聪,王志国,刘 娇,汪 政,王少刚
(1.上海航天设备制造总厂有限公司,上海 200245;2.上海船舶设备研究所,上海 200031;3.南京航空航天大学 材料科学与技术学院,江苏 南京 211106)
0 引言
7A09 铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu 系合金,具有低密度、高强度、高韧性以及耐蚀性能好等特点,在航空航天等领域中应用广泛。随着7A09 铝合金在工业生产中的应用不断增多,有关该铝合金的焊接工艺及焊接性能研究日益受到人们的广泛关注。已有的研究表明,采用传统的钨极氩弧焊(Tungsten Inert Gas Welding,TIG)方法焊接7×××系铝合金,由于焊接热输入相对较大,对焊接区的保护效果相对较差,导致获得的接头强度系数不够高[1]。激光焊与激光填丝焊用于铝合金的焊接具有一定适应性[2-3],通常激光焊接头焊缝的晶粒较细小,但焊缝中易出现气孔,导致降低接头的力学性能。虽然Al-Zn-Mg-Cu 合金搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)接头[4-5]具有相对较高的强度,但FSW 工艺过程对接头的装配要求较高,难以焊接形状复杂的构件。相比较而言,电子束焊(Electron Beam Welding,EBW)具有能量密度高、焊接热输入小和真空环境保护等特点,易于获得高质量的接头。EBW 的工艺参数易于调节,可重复性好,用于铝合金的焊接具有较大优势。
实践表明,在电子束焊接过程中,添加不同波形的电子束扫描,可增强对熔池金属的搅拌作用,改善熔池金属的流动性,减轻对焊缝气孔的敏感性,提高接头的力学性能。DINDA 等[6]研究发现,焊接时添加直径为1 mm 的圆形电子束扫描,接头焊缝中的气孔平均尺寸和数量都有所减小。CHEN等[7]对厚板2A12 铝合金的研究显示,焊接时添加圆形电子束扫描,可有效改善焊缝成形,并使焊缝组织细化,接头强度提高31.2%。……
