喷射成形2195铝锂合金封头旋压及焊接试验研究

发布时间：2021-02-22 18:57

　　采用喷射成形2195铝锂合金板材进行了封头部件的旋压,通过应力检测、力学性能试验以及电子背散射衍射（EBSD）等方法对旋压后材料的组织和性能进行了分析,采用两件旋压封头零件完成了φ400 mm直径箱体焊接及强度试验验证,获得了对该种材料旋压、焊接成形工艺与其组织性能相关性的基本认识.试验结果表明,喷射成形2195铝锂合金采用适当的旋压+热处理工艺能够整体制备出封头类回转体零件,旋压件经固溶+时效处理后抗拉强度可达470～495 MPa,延伸率可达5%～6%.旋压过程中在材料表面会产生明显的冷作硬化作用,需进行中间退火处理,以消除表面硬化、降低残余应力.旋压后材料的组织状态呈现由旋压产生的层状结构,且以细小的晶粒带状为特征,其晶粒尺寸及分布可作为旋压工艺效果的评价依据.焊后采用0.52 MPa的设计压力对箱体容器进行了强度试验考核,验证了箱体焊缝能够达到同类容器的强韧性要求. 

【文章来源】：天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2020,53(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

剪切旋压加工示意

与旋压2219铝合金等在用贮箱主体材料不同的是，在旋压过程中需增加完全退火热处理工序(退火温度(425±3)℃，保温2 h；随炉冷却35～40 min，降至260℃空冷)．这是因为对铝锂合金而言，剪切旋压后工件冷作硬化效果明显，导致工件后续旋压成形困难，需要进行中间退火，否则，当加工硬化超过动态软化，旋压表面会出现开裂并迅速向周边和内部扩展，导致无法旋压，如图2所示．剪切旋压后，采用盲孔法对旋压工件的凸面和凹面分别进行残余应力检测，有助于了解旋压后的材料状态对固溶强化处理及后续加工的影响．如图3所示，因工件呈中心对称，在0°和45°位置对凸面的径向和周向进行了残余应力及分布的检测，结果如图4所示．在90°和135°位置对凹面的径向和周向进行了残余应力及分布的检测，结果如图5所示．

从整体上看，0°和45°径向和周向的残余应力状态及分布是相似的．凸面的径向应力分布特点由图4(a)可见，是从圆顶向两侧边缘逐渐变化，圆顶顶部的拉应力逐渐变小而转变成压应力；通过对这一现象的分析，发现旋压后板材的4个边角形成的拘束力是凸面应力变化的原因，去除边角后进行后续热处理则有利于应力状态的平衡．在0°和45°方向，周向应力自顶部逐渐变小，符合中间退火后消除表面硬化和降低残余应力的工艺效果．图4 凸面0°和45°方向应力对比

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3046419