【作 者】張浩;何長樹;李曉丹;李穎

　　【前 言】

　　目前，運載火箭貯箱等大型部件普遍采用先分塊成形，再焊接的方式進行制造，但存在尺寸精度差、生產(chǎn)效率低等問題，采用大尺寸坯料進行整體成形則有望使這些問題得到解決[1-2]。但目前國內(nèi)某廠生產(chǎn)的板材寬度不能滿足成形部件的尺寸要求，采用拼焊板技術(shù)可以增加成形坯料板的寬度，進而解決生產(chǎn)大型部件受板材寬度限制的問題[3-4]。

　　拼焊板(Tailor-welded Blanks, TWBs)成形技術(shù)是通過焊接的方式把數(shù)塊不同材質(zhì)或不同尺寸的金屬板料連接在一起從而形成一整張板材，而后采用特定的成形工藝對坯料進行整體成形的方法，廣泛應(yīng)用于汽車制造、飛機制造等行業(yè)[5]。

　　本項目以FSW拼焊、退火、整體沖壓成形、固溶+時效、分段安裝工藝路線為背景，對2024-0鋁合金FSW拼焊板進行焊后退火處理并進行杯突試驗，利用數(shù)值模擬技術(shù)對杯突過程進行模擬，并對接頭的微觀組織進行觀察，旨在揭示杯突值變化的本質(zhì)原因，探究模擬終止時杯突試樣應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律，對裂紋起裂位置進行合理預(yù)測，為拼焊板成形技術(shù)的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支持。

　　【結(jié) 論】

　?。?）焊態(tài)拼焊板經(jīng)退火處理后，杯突值由8. 23 mm提高到10. 49 mm，接近母材的杯突值11.53 mm。焊后退火導(dǎo)致拼焊板焊核區(qū)發(fā)生軟化，提高了其與周圍金屬的協(xié)同變形能力，進而提高了拼焊板的成形性能。

　　（2）杯突試驗過程的數(shù)值模擬結(jié)果表明，杯突試驗?zāi)M過程終止時杯突試樣剖面高度及厚度分布特征均與實測結(jié)果相符;等效塑性應(yīng)變最大位置是杯突試樣的薄弱區(qū)，該區(qū)減薄率最大，是裂紋的起裂位置，這與杯突試驗中裂紋出現(xiàn)的位置一致。

　　（3）在攪拌摩擦焊接過程中的熱-機械作用下，焊核區(qū)A1基體發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶導(dǎo)致的細晶強化以及Al2CuMg相發(fā)生溶解產(chǎn)生的固溶強化是焊態(tài)接頭焊核區(qū)硬度明顯升高的主要原因;焊后退火處理過程中，焊核區(qū)Al基體晶粒長大以及從過飽和Al基體中脫溶析出的Al2CuMg相發(fā)生粗化，導(dǎo)致退火態(tài)接頭焊核區(qū)顯微硬度明顯下降，焊核區(qū)發(fā)生軟化。

　　以下是正文：