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TIG焊由于焊缝美观优良,操作简单等特点在铝合金焊接过程应用较为广泛,但存在热裂纹,气孔倾向严重等缺点。将超声波通过母材直接引入熔池的方式,克服了电弧超声方法中电弧不稳定、超声能量利用率低的缺点,同时具有抑制热裂纹、细化晶粒、去除气泡等优点,可以更大限度地对焊缝的组织形貌和力学性能产生有益作用。本文采用超声辅助TIG焊接铝合金,研究超声对焊缝成形、微观组织及力学性能的影响。首先,研究了超声辅助TIG堆焊实验焊缝成形和微观组织的规律,并对有无超声作用时熔池热循环曲线进行了测试。结果表明,超声的引入加速了热量的传递,使得熔池持续时间变短,冷却速度增加,从而改变了2A12铝合金的焊缝成形,抑制了热裂纹的产生,并使形核率增加,晶粒形态由粗大胞状晶变为细小等轴晶,晶粒得到细化,共晶组织分布趋向均匀,提高了焊接接头硬度和拉伸性能。利用ANSYS软件研究了施加超声后焊件上振型分布及振幅规律。结果表明振幅对焊缝成形、晶粒细化、力学性能等影响显著。其次,研究了超声辅助TIG焊对ER2319和ER5356接头宏观形貌及微观组织的影响规律,采用FLUENT流体分析对熔池流动速度及流动方向进行了研究。结果表明,超声的施加改变了焊缝成形过程中α-Al晶粒的形态,使焊缝各区域晶粒得到有效细化,并去除气孔。随着超声功率的增加,接头横截面熔合区逐渐变窄,α-Al晶粒由粗大柱状晶逐渐向等轴晶转变,焊缝中心α-Al晶粒由树枝晶、胞状晶向等轴晶和球晶转变;焊缝纵截面熔滴凝固后的边缘区域α-Al晶粒由粗大柱状晶转变为等轴晶,中心区域由胞状晶转变为球晶。分析了超声辅助TIG焊ER2319和ER5356接头第二相的结构、形貌及分布规律,确定第二相均为θ（Al2Cu）相和S（Al2CuMg）相,区别在于施加超声后,ER2319焊缝第二相中的Mg元素析出有所增加,ER5356焊缝第二相中的Cu元素析出有所增加。并且无超声焊缝第二相主要沿α-Al晶界呈长条状析出,尺寸较大;施加超声后第二相沿α-Al晶界和晶粒内部呈网状弥散分布,尺寸减小。最后,对超声辅助TIG焊ER2319和ER5356接头力学性能进行测试,并对两种接头力学性能进行对比分析。发现接头各区域硬度都随着超声功率的增加而增大,1000W超声时硬度最高;而抗拉强度和延伸率在800W左右时达到最佳。通过对比发现,ER2319接头硬度和延伸率高于ER5356接头,抗拉强度低于ER5356接头。