本发明涉及金属材料焊接领域，尤其涉及一种异质铝合金搅拌摩擦焊接件及其热处理方法。
背景技术：
1、随着航空航天领域的不断发展，对材料的综合性能及轻量化的需求越来越高。铝合金因具有低密度、高强度、耐腐蚀性强等特点被广泛应用于该领域。其中，2219铝铜合金与2195铝锂合金都是该领域中应用广泛的材料。
2、相较于2219铝铜合金，2195铝锂合金具有更强的承载能力和更低的密度，在火箭燃料贮箱上应用具有巨大优势；但因制备工艺复杂，成本高，产量低等因素制约无法在该领域中得到大规模应用。20世纪80年代创造性的将2195与2219板材进行搅拌摩擦焊接后用于制造航天飞机贮箱，在实现轻量化的同时有效提高载荷并大幅减少成本。但是对于2195与2219析出相强化型铝合金，搅拌摩擦焊接过程导致接头处软化现象，主要表现为异质合金焊接接头力学性能介于两种母材之间，屈强比不高，易发生脆性断裂，焊接板抗变形能力弱。因此，必须对焊接板进行强化，以提高焊缝抗变形能力及焊接件整体承载能力。
3、屈强比是指材料屈服强度与抗拉强度的比值，屈强比越大(饱和值为1)，材料抵抗变形的能力越强，材料的稳定性越好，对于异质搅拌摩擦焊接板材，屈强比值越高，焊接接头的可靠性越高，焊接件的整体抗变形的能力越强，越不易发生变形，稳定性越好。
4、搅拌摩擦焊(fsw)指的是利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部软化，当焊具沿焊接界面向前移动时，软化的材料在焊具的摩擦力作用下由后退侧(rs)流向前进侧(as)，并在焊具挤压下形成致密焊缝，搅拌摩擦焊接头可大致分为以下几个区域：仅受轴肩挤压作用的轴肩影响区(saz)、仅受焊接热输入影响的热影响区(haz)、直接被搅拌针转动影响的焊核区(nz)、焊接热输入和搅拌针转动共同影响的热机影响区(tmaz)；在焊接过程中，焊核区金属承受强烈机械搅拌作用，金属随着搅拌针螺纹旋转并沿螺纹抬升，晶粒全部破碎，伴随着摩擦产生的热量，焊核区发生动态再结晶，生成大量细小等轴晶；摩擦热还会使该区域温度升高至介于沉淀相溶解温度和基体融化温度之间，沉淀相回溶并在后续降温过程中重新均匀析出，两者共同作用使焊核区得到强化。但是焊缝两侧其余各区域受热传导作用，晶粒均发生一定程度粗化，尤其是haz仅受热输入而不受其它因素影响，强度损失最大，易在该区域发生材料失效。
5、本发明所采用的2195铝锂合金与2219铝铜合金均为析出强化合金，一般的，对于析出强化材料，为了减少搅拌摩擦焊后haz强度损失，通常是对焊接件进行固溶-时效热处理。然而，在几种fsw铝合金的焊后热处理过程中，接头区域观察到细小等轴晶因发生二次再结晶而全部长大，甚至出现毫米级晶粒的现象，断裂为脆性延晶断裂，不能有效提高搅拌摩擦焊焊接件的强度，且屈强比较低；例如现有技术《焊后热处理对6063-t6铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织与力学性能的影响》中公开了对铝合金搅拌摩擦焊接头进行固溶和时效处理后，焊接接头的屈服强度仅为130.7mpa，抗拉强度仅为182.1mpa，且屈强比仅为0.71，该焊接接头的强度和屈强比不能满足实际应用的需求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种异质铝合金搅拌摩擦焊接件及其热处理方法。本发明提供的热处理方法可以有效提高异质铝合金搅拌摩擦焊接件的强度及屈强比。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
3、本发明提供了一种提高异质铝合金搅拌摩擦焊接件屈强比的热处理方法，包括以下步骤：
4、(1)将异质铝合金搅拌摩擦焊接件进行固溶处理，得到固溶体；所述固溶处理的温度为500～520℃；
5、(2)将所述步骤(1)得到的固溶体进行冷变形，得到变形体；
6、(3)将所述步骤(2)得到的变形体进行时效处理，得到热处理后的异质铝合金搅拌摩擦焊接件。
7、优选的，所述步骤(1)中的异质铝合金搅拌摩擦焊接件为2195铝合金和2219铝合金的搅拌摩擦焊接件。
8、优选的，所述2195铝合金为t8态轧制板材，所述2219铝合金为t6态轧制板材。
9、优选的，所述异质铝合金搅拌摩擦焊接件由2195铝合金和2219铝合金经搅拌摩擦焊制备得到，搅拌摩擦焊的参数包括：搅拌头的转速为700～900rpm，搅拌头的行进速度为150～250mm/min，搅拌头的倾角为1～2°，搅拌头的下压量为0.1～0.2mm。
10、优选的，所述步骤(1)中固溶处理的时间为0.5～1.5h。
11、优选的，所述步骤(1)中固溶处理的冷却方式为水淬。
12、优选的，所述水淬的时间为5～10s。
13、优选的，所述步骤(2)中冷变形的变形量为2～10％。
14、优选的，所述步骤(3)中时效处理的温度为160～170℃，时效处理的时间为12～18h。
15、本发明还提供了一种上述技术方案所述热处理方法得到的热处理后的异质铝合金搅拌摩擦焊接件。
16、本发明提供了一种异质铝合金搅拌摩擦焊接件的热处理方法，包括以下步骤：(1)将异质铝合金搅拌摩擦焊接件进行固溶处理，得到固溶体；所述固溶处理的温度为500～520℃(2)将所述步骤(1)得到的固溶体进行冷变形，得到变形体；(3)将所述步骤(2)得到的变形体进行时效处理，得到热处理后的异质铝合金搅拌摩擦焊接件。本发明采用固溶处理对异质铝合金搅拌摩擦焊接件进行处理并控制固溶温度，可以有效调控晶粒组织，抑制晶粒异常长大尺度，使焊核区大量细晶留存，提高焊缝组织的均匀性和稳定性，从而提高焊接头的强度；同时对固溶体进行冷变形，引起铝基体晶格畸变，一定程度上抑制晶粒在时效进程中的进一步长大，促进铝合金在后续时效处理中沉淀相的析出，进一步提高焊接头的再变形强度，相应焊接件的整体屈服强度提高，屈强比增大。实施例结果表明，本发明提供的异质铝合金搅拌摩擦焊接件的屈服强度为358.57～366.80mpa，极限抗拉强度为448.52～453.09mpa，屈强比为0.79-0.82。
1.一种异质铝合金搅拌摩擦焊接件的热处理方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中的异质铝合金搅拌摩擦焊接件为2195铝合金和2219铝合金的搅拌摩擦焊接件。
3.根据权利要求2所述的热处理方法，其特征在于，所述2195铝合金为t8态轧制板材，所述2219铝合金为t6态轧制板材。
4.根据权利要求2或3所述的热处理方法，其特征在于，所述异质铝合金搅拌摩擦焊接件是由2195铝合金和2219铝合金经搅拌摩擦焊制备得到的，搅拌摩擦焊的参数包括：搅拌头的转速为700～900rpm，搅拌头的行进速度为150～250mm/min，搅拌头的倾角为1～2°，搅拌头的下压量为0.1～0.2mm。
5.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中固溶处理的时间为0.5～1.5h。
6.根据权利要求1或5所述的热处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中固溶处理的冷却方式为水淬。
7.根据权利要求6所述的热处理方法，其特征在于，所述水淬的时间为5～10s。
8.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中冷变形的变形量为2～10％。
9.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中时效处理的温度为160～170℃，时效处理的时间为12～18h。
10.权利要求1～9任意一项所述热处理方法得到的热处理后的异质铝合金搅拌摩擦焊接件。
