高强铝铜合金焊丝开发及其组织细化机理研究

铝铜合金广泛应用于航空航天、舰船、车辆等工业领域，目前国内外针对铝铜合金焊接及增材专用材料主要为ER2319，铝铜合金熔焊时焊缝金属不仅易产生热裂纹，而且焊缝的强度低、塑性差，影响了铝铜合金作为焊接结构件的推广应用；铝铜合金沉积态组织不均匀性，晶粒组织较粗大，增材试样性能较低。针对铝铜合金焊接接头及增材件性能较低，缺乏高性能的专用材料这一问题开展研究，开发一种高性能的铝铜合金焊接和增材用焊丝，通过对铸锭、焊丝及其增材试样组织进行观察分析，系统研究Ti和Zr的含量对铝铜合金微观组织结构、力学性能影响，探索增材制造过程中的组织演变机制；深入研究非均质形核核心的形貌、大小、分布以及其晶体结构和晶格常数，揭示Ti、Zr元素复合作用细化铝铜合金组织机理，丰富和发展铝合金细化理论，为高性能铝铜合金焊接增材专用材料的研发提供一条新的思路，推动铝铜合金在工业领域更广泛的应用。

目前适合铝铜合金焊接及增材制造焊丝为ER2319，性能较低，项目组开发的焊丝是在ER2319焊丝基础上进行了成分调整，没有添加贵金属元素，生产成本和ER2319相当，但焊接及增材件性能优于国产及进口ER2319焊丝。项目组前期和南昌旭锋焊割设备有限公司及抚顺东工冶金材料技术有限公司展开合作，生产了一批铝铜合金焊接及增材用焊丝，下一步双方进一步开展深层次合作，推动将高性能铝铜合金焊接及增材制造专用焊丝市场化。争取与航空工业江西洪都航空工业集团有限公司、中航发南方工业有限公司、南车四方机车车辆股份有限公司开展项目争取合作，将研究成果用于航空铸造铝铜合金的增材制造及铝铜合金的焊接，节约航空复杂铝铜合金铸件产品的生产周期和生产成本，降低铝铜合金焊缝裂纹率，促进铝铜合金专用丝材的广泛应用。