2。2。1 焊接工艺试验 9

2。2。2 接头拉伸试验 10

2。2。3  金相组织分析 11

2。2。4  硬度试验 11

2。2。5  断口形貌分析试验 11

2。2。6 扫面电镜能谱分析(SEM&EDS) 12

2。2。7 其他试验设备 12

第三章 试验结果及分析 13

3。1  不同参数对焊缝表面成型的影响 13

3。2  焊接接头显微组织分析 17

3。2。1 w=1300r/min v=400mm/min 焊接接头显微组织分析 17

3。2。2 不同参数对焊接接头显微组织的影响 20

3。2。3 热输入因子相同时焊接接头显微组织的区别 21

3。3  焊接接头显微硬度分析 21

3。3。1 w=800r/min v=200mm/min 焊接接头各区域硬度分析 21

3。3。2 搅拌头转速对焊接接头显微硬度的影响 23

3。3。3 热输入因子相同时参数不同对接头显微硬度的影响 23

3。4  焊接接头的拉伸性能分析 24

3。4。1 接头断裂位置分析 24

3。4。2 不同参数对接头抗拉强度的影响 25

3。4。3 不同焊速对焊接接头断裂方式的影响 30

3。4。4 不同的转速对焊接接头断裂方式的影响 32

3。5  焊接接头中的强化相研究 35

结论 37

致谢 38

参考文献 40

第一章 绪论

1。1 选题背景及意义

随着航空航天事业的不断发展，铝合金的发展与应用越来越得到重视[1]。铝锂合 金因有锂及一些微量元素的加入，相比一般铝合金而言，具有密度低、强度高、抗疲 劳性能优良、耐腐蚀性能高、较好的屈强比[2]、成本低[3]、性价比高等优点[4,5]。因此 在航天航空相关领域的应用前景相当广阔[6,7]。然而，采用熔化焊焊接铝锂合金存在 以下几个问题：第一、较高的焊接温度会导致接头严重软化，且合金的熔化和凝固使 其容易出现气孔、裂纹等焊接缺陷。第二、锂元素的熔点较低，熔化焊焊接铝锂合金 时，其中的锂元素易于烧损，使得接头强度较低。

搅拌摩擦焊接(FSW)是由英国焊接研究所(TWI)发明的一种新型固态连接技术 [8,9]。焊接时温度较低，焊接材料并没有达到熔点，因而不仅避免了合金中 Li 元素 的挥发，而且不易形成热裂纹以及脆性相等焊接问题，从而使接头焊接质量较高[10]。 此外，FSW 有利于简化焊接工艺，提高焊接效率，节约成本。近年来，国外搅拌摩 擦焊在铝锂合金焊接方面的应用得到迅速发展，在各领域得到广泛应用[11]。

然而，搅拌摩擦焊焊接技术迅猛发展的同时，铝锂合金的发展也相当迅速，FSW 对于不同的铝锂合金，其焊接后的接头组织与性能有着一定的区别。本文所选的铝锂 合金是最新一代的铝锂合金，国内外学者虽有研究，但对于不同的焊接参数对其焊后 接头组织性能的影响研究得还不够深入。