● 摘要
2219铝合金具有良好的温度特性、抗焊接热裂纹能力以及低温塑韧性，是我国新一代航天运载器低温贮箱的主体材料。由于低温贮箱在实际生产和使用中存在的问题，需要探究温循环和热处理过程对2219铝合金焊接接头微区组织和性能的影响。本文以6mm厚铝合金为研究对象，研究了其变极性钨极氩弧焊（VPTIG）焊接接头的组织、性能在温循环和热处理过程中的变化，并重点分析了接头各微区析出相的状态及其在焊后热处理过程中的演化。更进一步地，从热力学与动力学角度解释了析出相的演变行为。
2219铝合金VPTIG焊接接头呈现三个典型区域：焊缝区、完全回复区和过时效区。温循环过程使完全回复区形成了GP区，并导致了该区域显微硬度的提高，其他区域的组织在该处理过程中基本稳定。低温（-196℃）拉伸试验表明，温循环过程使2219铝合金VPTIG焊接接头屈服强度小幅提升，抗拉强度不变，延伸率小幅下降。低温（-196℃）冲击试验表明，温循环过程使焊缝区和完全回复区的冲击韧性均有所降低。
焊后热处理试验表明，相对于热处理时间，热处理温度对2219铝合金VPTIG焊接接头各微区显微组织和显微硬度的影响更为明显。焊后不同温度保温处理20h的试验结果表明，处理温度不同，焊接接头各微区的显微组织和显微硬度的变化不同。完全回复区对焊后时效最为敏感，低温处理时显微硬度就有明显增长，并在160℃处理时达到最大涨幅；焊缝区变化相对较小，其显微硬度的最高涨幅出现在210℃，且小于前者；热影响区的过时效区最为稳定，显微硬度的最大增长同样出现在160℃，但涨幅有限。这些变化主要与析出相在焊后热处理过程中的演变有关。焊后不同温度、不同时长热处理试验结果表明，在某一处理温度下，焊接接头各微区的显微组织和显微硬度的变化会在较短时间内达到饱和，之后在一定限度内继续延长热处理时间不会对其显微组织和显微硬度造成显著影响。
采用已有的铝合金盘（片）状析出相的时效强化模型对2219-T87焊接接头中完全回复区的析出相演变进行热力学与动力学分析计算，计算结果与实验值基本吻合，二者的差异主要来源于模型建立过程中的各种简化假设、2219铝合金作为商业合金具有的复杂性以及实验误差等。