文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
2219铝合金TIG焊接性研究
姓名:吴龙飞
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:吴毅雄;杨学勤
20070801
2219 铝合金 TIG 焊接性研究
摘要

本文通过对新一代运载火箭直径模块助推器研制方案中选定的贮箱材料——厚度为
6mm 的 2219 铝合金板进行焊接试验与测试,研究了该材料的焊接性,同时对焊接工艺进行了初
步研究。从而可为方波 TIG 方法及 2219 铝合金在贮箱焊接加工方面应用的可行性验证,以及后
续的贮箱试制提供必要的依据。
文中对焊缝宽度受焊接参数的影响作用进行了试验研究。试验表明占空比、电流频率、氩
气流量、电弧高度在打底焊接时宜分别选用 20%、100Hz、15L/min、,盖面焊接时宜分别
选用 40%、80Hz、18L/min、。
通过采用不同的焊接条件,研究了 2219T6 合金的焊接气孔敏感性。结果发现试板供货态和
表面进行丙酮清洗后的试板都产生了链状气孔。试板表面经机械刮削后焊缝中基本不产生气孔。
采用大规范焊接有助于减少 2219T6 合金焊后接头中的气孔。降低焊接时的环境温湿度对减少气
孔存在有利作用。在相同的焊接条件下,2219T6 铝合金和 2A14T6 铝合金焊接气孔敏感性无显
著差异,采用 ER2319 焊丝或 H703 焊丝对 2219T6 合金焊接气孔敏感性无显著影响。
通过刚性固定对接焊接裂纹倾向性试验和十字搭接焊接裂纹倾向性试验,对 2219T6 合金的
焊接裂纹敏感性进行了试验与研究。刚性固定对接焊接裂纹敏感性试验中未产生裂纹。十字搭接
裂纹敏感性试验中焊缝内晶粒细小,呈等轴状。裂纹沿共晶网格走向,共晶网格主要由α
(Al)-CuAl2 共晶组成。裂纹性质属于结晶裂纹。在其他焊接条件相同的情况下,6mm 厚的 2219T6
板材比 3mm 厚的更容易产生裂纹,采用国产的 H703 焊丝后焊接结晶裂纹敏感性比 ER2319 焊丝
低。在其他焊接条件相同的情况下,选用大的焊接电流更容易产生焊接热裂纹,经变极性 TIG
与方波 TIG 方法焊接后接头裂纹敏感性无显著差别。
通过采用不同的焊接条件研究了 2219T6 合金焊接接头的力学性能。结果表明在本文所述的
范围内随着焊接规范增强,抗拉强度、伸长率及焊缝强度系数均增加。其他焊接条件相同的情况
下,经方波 TIG 或变极性 TIG 焊接后接头的抗拉强度无显著差别,采用 ER2319 和 H703 焊丝得
到的接头强度数值相近。与单面两层焊相比,经两面三层焊后其接头的强度和伸长率都相对较高。
同样焊接条件下形成的焊接接头在-196℃低温下的抗拉强度、伸长率高于室温条件下。与焊后直
接进行拉伸性能测试的接头相比,同样焊接条件下形成的焊接接头经人工时效后其抗拉强度有所
提高,但试样整体的伸长率有所下降。弯曲性能和冲击韧性都随焊接规范的增强而增加。焊接接
头在-196℃低温条件下的冲击韧性低于室温。经室温拉伸后的接头试样呈现宏观脆性断裂。焊接
接头室温、低温拉伸试样均断裂于熔合区,其断裂机理为准解理与沿晶混合型断裂,焊缝部位室
温冲击断裂属微孔缩聚型,焊缝部位低温冲击的断裂机理主要为准解理断裂。

关键词:2219 铝合金,焊接性,气孔敏感性,裂纹敏感性,力学性能,TIG 焊接
Weldability of 2219 Aluminum Alloy in TIG Welding

ABSTRACT

Researches were performed on the weldability and TIG welding technique of 2219 alloy boards
with 6mm in thickness, which have been selected as the tank material of the roll booster of a new-type
rocket. The purpose of the research is to give support to the validity verification of the manufactural
project of the roll booster, in which 2219 alloy and TIG method have been selected, and to provide
essential technique to the trial- manufacture of the roll booste