机械工程学报

作者：邵震, 崔雷, 王东坡, 杨君, 高彦军

单位：1. 天津大学材料科学与工程学院 天津 300350;2. 天津大学天津市现代连接技术重点实验室 天津 300350;3. 首都航天机械有限公司 北京 100076

关键词：铝合金,拉拔式摩擦塞焊,轴向拉力,微观组织,力学性能；

基金：国家自然科学基金资助项目（51875401，52075376）。

拉拔式摩擦塞补焊是一种固相连接技术，具有接头强度高，焊后残余应力和变形小等优点，在航天领域具有潜在的应用前景。研究轴向拉力对2A70铝合金拉拔式摩擦塞焊焊接成形及接头性能的影响，并分析焊接缺陷、微观组织及断口形貌特征。结果表明，轴向拉力在20~30 kN范围内能够得到良好的焊缝成形；轴向拉力为20 kN时，结合界面存在未焊合缺陷；轴向拉力提高至22 kN及以上，未焊合缺陷完全消除；轴向拉力提高至28~30 kN时，塞棒与母材形成完好的冶金结合，焊接接头的抗拉强度可达到376 MPa，接头系数为83.6%。当轴向拉力较低时（22~25 kN），结合界面上易出现弱结合缺陷，微观特征为沿结合界面断续分布的微孔，可导致接头抗拉强度和断后伸长率下降；焊接接头中，塞棒侧热影响区硬度值最低，分析表明该区域的晶粒形态和尺寸未发生明显变化，但θ'相部分溶解，θ相发生粗化，导致局部强度下降；断口形貌显示，在优化参数下断口呈现韧性特征。研究结果可为铝合金拉拔式摩擦塞补焊工艺及机理分析提供借鉴和参考价值。

来源：2021年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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