西南交大的新發(fā)現(xiàn)將大幅提升高強鋁合金的焊接強韌性

高強度鋁合金結(jié)構(gòu)強韌性差一直是困擾航空航天、高速列車等重大裝備的世紀(jì)難題。為了探明熔焊接頭細(xì)晶帶的軟化及失效機理，為建造高損傷容限的輕量化鋁合金結(jié)構(gòu)提供科學(xué)支撐，西南交大對激光焊接7075鋁合金熔合線處存在著的一個寬度僅為數(shù)十微米的貫穿板厚的細(xì)小等軸晶區(qū)進(jìn)行了深入研究。最終發(fā)現(xiàn)了影響7050鋁合金接頭性能劣化的本質(zhì)因素，探明了細(xì)晶帶軟化及沿晶失效機制，進(jìn)而提出了一種全新的“激光擾動+磁場脈沖”聯(lián)合制造策略，通過調(diào)控細(xì)晶帶的區(qū)間分布，大幅提升了激光熔焊接頭的強韌性。結(jié)果表明，聯(lián)合制造方法條件下7×××系鋁合金接頭強度約為母材90%以上，略高于攪拌摩擦焊接頭強度；同時疲勞裂紋擴展門檻值得到了顯著提高，裂紋擴展速率表現(xiàn)出有規(guī)律的停滯-下降走勢，表明接頭的抗疲勞開裂性能也得到了提升。該項研究成果不僅為高強鋁合金激光及復(fù)合熱源焊接破解了強韌性差的技術(shù)瓶頸，同時有助于重大裝備的輕量化設(shè)計及服役，具有重要的工程指導(dǎo)意義。