机械工程学报

作者：李群, 曹博, 姜延, 陈李杰, 胡建良, 陈雷

单位：1. 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室 秦皇岛 066004;2. 天津航天长征火箭制造有限公司 天津 300462;3. 燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004

关键词：2219铝合金,搅拌摩擦焊,不均匀性,微观组织,断裂机理；

基金：中央引导地方科技发展资金(236Z1016G)和国家自然科学基金面上(52275388)资助项目。

搅拌摩擦焊接头组织结构不均匀，导致不同条件下拉伸断裂位置与断裂机制并不相同，而目前对焊接接头拉伸断裂机理的研究还较少。为了揭示2219中厚板搅拌摩擦焊接头拉伸断裂机理，进行了6 mm厚2219铝合金板搅拌摩擦对向焊接。对焊接接头进行了硬度测试，拉伸试验，并对断口进行金相，扫描电镜，电子背散射衍射观察分析，结果表明：焊接接头前进侧热机影响区内硬度最低；拉伸试验三维全场变形测量及分析系统测试结果显示，当焊接接头拉伸试样工程应变小于8.34%时，最大主应变发生在接头区域前进侧和后退侧热机影响区，当工程应变超过8.34%，最大应变区域转变为接头前进侧热机影响区，并在此区域附近沿近45°角延伸断裂；初始断裂区域形貌由撕裂棱间隔的较大韧窝构成，断裂终止位置形貌由大片解理平台和较小韧窝为主，接头断裂机制呈现韧脆混合型断裂特征。由于热机影响区第二相的明显取向性导致该区域变形协调能力下降；热机影响区晶粒受力偏转并被拉长且与热影响区晶粒大小差异过大产生应力集中；热机影响区到热影响区位错密度骤降，最终导致焊接接头最终于前进侧热影响区与热机影响区交界处断裂。上述研究结果可以为优化焊接条件、调控接头组织、提高力学性能提供技术参考。

来源：2026年第4期

《机械工程学报》期刊编辑部

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