西南交大的新发现将大幅提升高强铝合金的焊接强韧性

高强度铝合金结构强韧性差一直是困扰航空航天、高速列车等重大装备的世纪难题。为了探明熔焊接头细晶带的软化及失效机理，为建造高损伤容限的轻量化铝合金结构提供科学支撑，西南交大对激光焊接7075铝合金熔合线处存在着的一个宽度仅为数十微米的贯穿板厚的细小等轴晶区进行了深入研究。最终发现了影响7050铝合金接头性能劣化的本质因素，探明了细晶带软化及沿晶失效机制，进而提出了一种全新的“激光扰动+磁场脉冲”联合制造策略，通过调控细晶带的区间分布，大幅提升了激光熔焊接头的强韧性。结果表明，联合制造方法条件下7×××系铝合金接头强度约为母材90%以上，略高于搅拌摩擦焊接头强度；同时疲劳裂纹扩展门槛值得到了显著提高，裂纹扩展速率表现出有规律的停滞-下降走势，表明接头的抗疲劳开裂性能也得到了提升。该项研究成果不仅为高强铝合金激光及复合热源焊接破解了强韧性差的技术瓶颈，同时有助于重大装备的轻量化设计及服役，具有重要的工程指导意义。