两种焊后处理工艺对铝合金焊接头力学性能的影响.PDF

第 27 卷第 1 期 中国有色金属学报 2017 年 1 月 Volume 27 Number 1 The Chinese Journal of Nonferrous Metals January 2017 文章编号：1004-0609(2017)-01-0040-11 两种焊后处理工艺对铝合金焊接头力学性能的影响 王江涛 1, 2，张永康 1, 3，周金宇 2，卢雅琳 2，陈菊芳 2，葛茂忠 2，孙凌燕 2，叶 霞 2，张朝阳 1 (1. 江苏大学 机械工程学院，镇江 212013； 2. 江苏理工学院 材料工程学院，常州 213001； 3. 东南大学 机械工程学院，南京 210096) 摘 要：研究激光冲击处理(LSP)和固溶?时效两种焊后处理工艺对 7075 铝合金等离子弧焊接头微观组织和力学 性???的影响规律。通过固溶?时效处理工艺优化设计，确定焊接头的最佳热处理工艺为固溶(575 ℃，2 h)、时效 (140 ℃，2 h)，并与激光冲击处理工艺进行了对比。结果表明：焊接头经 2 次激光冲击后，表层焊缝区的显微硬 度提高 23.3%，残余应力由拉应力 9 MPa 变为压应力 23 MPa；在热影响区，显微硬度提高 44.4%，残余应力提高 42.8%，抗拉强度达到 607.89 MPa，与未处理样品相比提高 61.96%；固溶?时效在硬度的影响层深度、断面收缩 率方面优于激光冲击，而激光冲击导致裂纹源萌生于次表层，提高了焊接头的抗拉性能。 关键词：等离子弧焊接头；激光冲击；固溶?时效；力学性能；拉伸断口 中图分类号：TG156.99；TG115.28 文献标志码：A 7075 铝合金是重要的航空材料，焊接是其结构的 提高的机制。徐国建等[8]研究了激光冲击对铝合金焊 主要连接方式之一。在焊接结构应用过程中，残余拉 接头疲劳性能的影响。CAO 等[9]研究了激光冲击 TC4 应力是影响其疲劳和使用寿命的重要因素。因此，焊 的激光焊接头，发现激光冲击改变其残余应力，使其 后处理一直是铝合金焊接技术推广应用的重要辅助手 疲劳强度提高。而热处理也可以去除焊接过程中产生 段。目前，针对铝合金焊接头的焊后处理主要有激光 的残余应力，提高零件的相关性能，如王希靖等[10]研 冲击处理技术、热处理技术、超声冲击等技术。激光 究认为，热处理后焊核区晶粒更为细化，拉伸性能得 冲击处理技术(Laser shock peening，简称 LSP)能够在 到提高，DING 等[11]研究了热处理对 2219 铝合金焊接 金属材料的近表面层产生压应力，显著提高零部件的 头影响机理，王少刚等[12]研究认为热处理后 2090 铝 力学性能，所以近年来国内外专家、学者先后展开了 锂合金电子束焊接头的抗拉性能大大提高。崔丽等[13] 大量的研究。HATAMLEH[1]研究认为激光冲击对 2195 和王大勇等[14]对铝锂合金焊接头进行了热处理，发现 铝合金焊接头的疲劳性能改善有