题目：新型铝-锂合金及其不同工艺焊接接头的疲劳、断裂韧性及损伤容限的研究

Al-Li 合金由于具有低密度、高强度以及与传统铝合金相匹敌的机械性能，是目前航空航天用轻合金领域的研究热点。AA2195铝锂合金是1992年由LM/Reynolds研制的一种可以替换具有优良焊接性能的2219铝合金的新一代贮箱用材料。

由于机械连接存在局限性，可焊性成为选择材料时的一项重要考察指标。焊接工艺的选取依实际需要而定。本论文采用搅拌摩擦焊（FSW）、激光焊（LBW）和钨极氩弧焊（GTAW）三种焊接方法对峰时效T8态的2195铝锂合金（质量分数为3.75% Cu, 0.36Mg, 0.85Li, 0.45 Ag, 0.09 Zr, 0.001Mn, 0.01 Si, 0.01 Fe）进行焊接，意在研究2195-T8铝锂合金焊接接头的疲劳和断裂韧性等性能指标，并对其进行损伤容限评估。

根据焊接方向和轧制方向的不同位向关系，焊接接头被分为LT和TL两种不同类型。对不同焊接方法下获得的不同取向的焊接接头进行了相关力学实验，以确定其性能，并将其与母材的相关性能进行了对比。

2195-T8母材在LT和TL方向上性能基本一致，方向的影响不显著。LT方向的激光焊接接头在熔合线附近形成了等轴晶区，其在加载时会产生应力集中，并导致其性能低于TL方向的焊接接头。LT方向焊接接头中等轴晶区的形成与熔合线附近相关晶粒的取向有关。这些取向晶粒造成焊后熔合线附近的快速冷却，并最终形成了等轴晶区。从显微组织照片中可以看出，LT方向的焊接接头在朝向熔合线附近区域具有较TL方向的焊接接头更密集的晶粒，更高密度的晶粒及晶界导致熔合线附近焊后更快速地冷却，并形成了等轴晶区。

搅拌摩擦焊样品的焊核区出现了弱连接现象，JLR被认为是焊接缺陷，有这种缺陷的焊接样品性能较差。轧制方向对于具有JLR焊接缺陷的搅拌摩擦焊焊接接头有显著影响，这与JLR和加载载荷的相对取向有关系。在LT样品中，分层和剪切现象发生在测试的初始阶段，而在TL样品中，分层和裂化现象发生在第二阶段。微裂纹出现后，JLR在载荷作用下继续扩大，并导致分层。

搅拌摩擦焊和激光束焊接损伤容限评估显示，前者可以提供更大的抗裂纹扩展能力，而且其临界裂纹长度大于后者。