高強(qiáng)鋁合金攪拌摩擦焊加筋板接頭組織與疲勞性能研究.pdf

1、本文以高強(qiáng)鋁合金為研究對(duì)象，采用攪拌摩擦焊技術(shù)獲得了加筋板結(jié)構(gòu)形式的焊接接頭。研究了不同焊接參數(shù)下加筋板接頭的組織及力學(xué)性能，并對(duì)接頭的疲勞性能進(jìn)行了測(cè)試，探索了不同加載應(yīng)力對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響。
　　研究發(fā)現(xiàn)，加筋板接頭的不同區(qū)域表現(xiàn)出與母材在組織和性能上的差異性。接頭的焊核區(qū)因發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而呈現(xiàn)細(xì)小晶粒組織：筋板由于受軸肩作用，軸肩產(chǎn)熱較高，使得晶粒發(fā)生長(zhǎng)大，其焊核區(qū)的晶粒尺寸要明顯高于壁板焊核區(qū)的晶粒尺寸。加筋板接頭的

2、筋板和壁板表現(xiàn)出不同的硬度分布規(guī)律：筋板焊核區(qū)硬度值大于母材，而壁板的焊核區(qū)硬度值小于母材硬度值，這種差異的主要原因與晶粒細(xì)化和沉淀相的分布有關(guān)。在合適的焊接參數(shù)下，接頭的抗拉強(qiáng)度可達(dá)到母材的90％左右，驗(yàn)證了FSW加筋板接頭的可焊型。
　　疲勞試驗(yàn)表明：不同的焊接參數(shù)下加筋板接頭存在明顯的差異性。在規(guī)定循環(huán)次數(shù) N=2×106時(shí)的疲勞強(qiáng)度為條件疲勞強(qiáng)度時(shí)，焊接參數(shù)為600-120、600-200、800-200的對(duì)應(yīng)試樣95%存

3、活率的疲勞強(qiáng)度特征值分別為122.8MPa、113.7MPa、71.9MPa。母材的對(duì)應(yīng)試樣95%存活率的疲勞強(qiáng)度特征值為140MPa，對(duì)于焊接參數(shù)600-120的接頭而言，其疲勞強(qiáng)度可達(dá)到母材的87.7%。由于接頭形式所形成的遷移界面，直接影響著接頭的疲勞性能。遷移界面的存在使得界面尖端應(yīng)力集中，且尖端越尖銳，應(yīng)力集中越嚴(yán)重，應(yīng)力的集中導(dǎo)致疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，進(jìn)而影響接頭的疲勞壽命。
　　7075鋁合金 FSW加筋板接頭在不同