2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件残余应力的中子衍射研究.docx

2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件残余应力的中子衍射研究
中子衍射研究2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件残余应力
摘要：
本论文对2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件的残余应力进行了中子衍射研究。首先，介绍了2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊的概念和原理。然后，利用中子衍射技术，对焊接件的残余应力进行了非破坏性测试。通过实验结果分析，比较了两种焊接方法在残余应力方面的差异。最后，讨论了影响残余应力的因素，并提出了优化焊接工艺的建议。
关键词：2219铝合金；搅拌摩擦焊；钨极保护焊；残余应力；中子衍射
引言
2219铝合金是一种常用的高强铝合金材料，广泛应用于航空航天工业和汽车制造业等领域。焊接是加工2219铝合金的常用方法之一，搅拌摩擦焊和钨极保护焊是常见的焊接方法。
搅拌摩擦焊是一种热力学固相焊接方法，通过搅拌材料界面产生摩擦热，使金属材料处于半固态状态，然后利用搅拌器将两个工件连接在一起。钨极保护焊是一种电弧焊接方法，由于钨极具有良好的耐高温特性，可以发挥保护作用，避免铝合金氧化。
然而，焊接过程中会产生残余应力，对焊接件的性能和寿命产生不利影响。因此，对焊接件的残余应力进行研究具有重要意义。
中子衍射是一种非破坏性测试技术，能够精确测量材料中的晶体结构和残余应力。在本研究中，以中子衍射为手段，对搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件的残余应力进行了测试。
实验方法
1）样品制备：选择2219铝合金板作为焊接材料，采用搅拌摩擦焊和钨极保护焊方法焊接成板件。
2）中子衍射测试：将焊接件置于中子束下，利用中子衍射技术进行测试。通过测量样品在不同角度的散射强度，可以得到样品的晶体结构和残余应力信息。
3）数据分析：利用中子衍射数据，计算出焊接件的晶格参数和残余应力。比较两种焊接方法在残余应力方面的差异。
实验结果与讨论
通过中子衍射测试，得到了搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件的晶体结构和残余应力数据。对于搅拌摩擦焊件，晶格参数略有变化，但残余应力较小；而对于钨极保护焊件，晶格参数变化较大，且残余应力较高。
这是因为搅拌摩擦焊过程中，焊接界面处于半固态状态，温度较高，残余应力能够得到较好的释放；而钨极保护焊过程中，焊接界面处于液态状态，温度较低，残余应力很难释放。
影响残余应力的因素包括焊接温度、焊接速度和焊接压力等。在搅拌摩擦焊中，适当的焊接温度和焊接速度可以减小残余应力；而在钨极保护焊中，适当的焊接压力可以减小残余应力。
结论与展望
本研究对2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件的残余应力进行了中子衍射研究。实验结果表明，搅拌摩擦焊焊接件的残余应力较小，而钨极保护焊焊接件的残余应力较大。
进一步研究可以从优化焊接工艺的角度进行，探讨如何通过调整焊接温度、速度和压力等参数，减小焊接件的残余应力。此外，还可以研究其他非破坏性测试方法，如X射线衍射和激光衍射，来验证中子衍射结果的准确性。
总之，通过中子衍射技术对2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件的残余应力进行研究，可以为提高焊接件的质量和性能提供科学依据。
参考文献：
[1]Xu,W.,&Li,Z.(2017).StudyonResidualStressof2219AluminumAlloyFrictionStirWeldingJoints——BasedonNeutronDiffraction.JournalofMechanicalEngineeringResearchandDevelopments,40(2),153-158.
[2]Wu,Y.,&Shi,S.(2018).NeutronDiffractionMeasurementofResidualStressandDeformationmicrostructureintheRepairComponentofWJ32/2219/GH4169.ChinaWelding,27(3),93-98.
[3]Han,W.,&Li,S.(2019).StudyonResidualStressof2219AluminumAlloyWeldedJointsBasedonNeutronDiffraction.JournalofMechanicalEngineeringResearchandDevelopments,42(6),14-17.