2219鋁合金TIG焊接性研究.pdf

1、本文通過對新一代運載火箭3.35m直徑模塊助推器研制方案中選定的貯箱材料——厚度為6mm的2219鋁合金板進行焊接試驗與測試，研究了該材料的焊接性，同時對焊接工藝進行了初步研究。從而可為方波TIG方法及2219鋁合金在貯箱焊接加工方面應(yīng)用的可行性驗證，以及后續(xù)的貯箱試制提供必要的依據(jù)。 文中對焊縫寬度受焊接參數(shù)的影響作用進行了試驗研究。試驗表明占空比、電流頻率、氬氣流量、電弧高度在打底焊接時宜分別選用20％、100Hz、15L/

2、min、6.5mm，蓋面焊接時宜分別選用40％、80Hz、18L/min、6.0mm。 通過采用不同的焊接條件，研究了2219T6合金的焊接氣孔敏感性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)試板供貨態(tài)和表面進行丙酮清洗后的試板都產(chǎn)生了鏈狀氣孔。試板表面經(jīng)機械刮削后焊縫中基本不產(chǎn)生氣孔。采用大規(guī)范焊接有助于減少2219T6合金焊后接頭中的氣孔。降低焊接時的環(huán)境溫濕度對減少氣孔存在有利作用。在相同的焊接條件下，2219T6鋁合金和2A14T6鋁合金焊接氣孔敏感性

3、無顯著差異，采用ER2319焊絲或H703焊絲對2219T6合金焊接氣孔敏感性無顯著影響。 通過剛性固定對接焊接裂紋傾向性試驗和十字搭接焊接裂紋傾向性試驗，對2219T6合金的焊接裂紋敏感性進行了試驗與研究。剛性固定對接焊接裂紋敏感性試驗中未產(chǎn)生裂紋。十字搭接裂紋敏感性試驗中焊縫內(nèi)晶粒細小，呈等軸狀。裂紋沿共晶網(wǎng)格走向，共晶網(wǎng)格主要由α(Al)-CuAl2共晶組成。裂紋性質(zhì)屬于結(jié)晶裂紋。在其他焊接條件相同的情況下，6mm厚的22

4、19T6板材比3mm厚的更容易產(chǎn)生裂紋，采用國產(chǎn)的H703焊絲后焊接結(jié)晶裂紋敏感性比ER2319焊絲低。在其他焊接條件相同的情況下，選用大的焊接電流更容易產(chǎn)生焊接熱裂紋，經(jīng)變極性TIG與方波TIG方法焊接后接頭裂紋敏感性無顯著差別。 通過采用不同的焊接條件研究了2219T6合金焊接接頭的力學性能。結(jié)果表明在本文所述的范圍內(nèi)隨著焊接規(guī)范增強，抗拉強度、伸長率及焊縫強度系數(shù)均增加。其他焊接條件相同的情況下，經(jīng)方波TIG或變極性TIG

5、焊接后接頭的抗拉強度無顯著差別，采用ER2319和H703焊絲得到的接頭強度數(shù)值相近。與單面兩層焊相比，經(jīng)兩面三層焊后其接頭的強度和伸長率都相對較高。同樣焊接條件下形成的焊接接頭在-196℃低溫下的抗拉強度、伸長率高于室溫條件下。與焊后直接進行拉伸性能測試的接頭相比，同樣焊接條件下形成的焊接接頭經(jīng)人工時效后其抗拉強度有所提高，但試樣整體的伸長率有所下降。彎曲性能和沖擊韌性都隨焊接規(guī)范的增強而增加。焊接接頭在-196℃低溫條件下的沖擊韌性