2024-O铝合金FSW拼焊板成形性能研究
2021-12-28何长树李晓丹
轻合金加工技术 2021年7期
关键词:焊缝
张 浩,何长树,李晓丹,李 颖
(1.东北大学 材料科学与工程学院,辽宁 沈阳 110819;2.东北大学 材料各向异性与织构教育部重点实验室,辽宁 沈阳 110819;3.沈阳飞机工业(集团)有限公司,辽宁 沈阳 110850)
目前,运载火箭贮箱等大型部件普遍采用先分块成形,再焊接的方式进行制造,但存在尺寸精度差、生产效率低等问题,采用大尺寸坯料进行整体成形则有望使这些问题得到解决[1-2]。但目前国内某厂生产的板材宽度不能满足成形部件的尺寸要求,采用拼焊板技术可以增加成形坯料板的宽度,进而解决生产大型部件受板材宽度限制的问题[3-4]。
拼焊板(Tailor-welded Blanks,TWBs)成形技术是通过焊接的方式把数块不同材质或不同尺寸的金属板料连接在一起从而形成一整张板材,而后采用特定的成形工艺对坯料进行整体成形的方法,广泛应用于汽车制造、飞机制造等行业[5]。主要的拼焊方法有激光焊接[6]、电子束焊接[7]、钨极氩弧焊接[8]和搅拌摩擦焊接[9]进而影响拼焊板的成形性能。但是采用熔焊方法焊接铝合金时,容易产生热裂纹和气孔等缺陷[9]。搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)作为一种固相连接方式,在焊接铝合金方面具有其独特优势[10]。美国华盛顿大学采用5083-SP材料结合搅拌摩擦拼焊及超塑性成形技术为波音公司制造了直径约为2.5 m的进气道唇口试验件[11],美国NASA采用搅拌摩擦拼焊和旋压成形制造2195铝锂合金油箱穹顶[12]。
但板材经过FSW拼焊,在后续的成形过程中,由于焊缝区组织与母材明显不同,变形能力差异较大,影响了拼焊板的整体成形性能[13]。……
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