紫銅焊接接頭組織與高周疲勞性能的研究.pdf

1、目前，僅單一研究塑性變形或較大塑性變形量對(duì)紫銅焊縫組織和性能影響的相關(guān)研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，為了探究焊縫塑性變形對(duì)紫銅焊接接頭性能的影響，同時(shí)可通過(guò)塑性變形消除焊縫余高及其產(chǎn)生的應(yīng)力集中以及壓實(shí)焊縫起焊端和終焊端的氣孔焊接缺陷，本論文研究了采用手工錘擊和液壓機(jī)壓制產(chǎn)生10％塑性變形量對(duì)紫銅氣體保護(hù)焊焊接接頭的組織、靜拉伸、硬度和高周疲勞性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，紫銅母材為α單相組織，有很多孿晶;焊縫為鑄態(tài)組織，以柱狀晶為主，

2、有少量等軸晶。
　　研究結(jié)果表明，焊縫在高應(yīng)變速率下易產(chǎn)生滑移帶和變形孿晶。錘擊外力作用迅速，應(yīng)變速率大，焊縫表面晶粒變形嚴(yán)重，產(chǎn)生很多滑移帶和變形孿晶，表面以下組織也產(chǎn)生少量變形孿晶;壓制施力均勻，應(yīng)變速率小，焊縫表面晶粒被壓實(shí)，組織無(wú)明顯變化。
　　研究結(jié)果表明，焊縫塑性變形可在一定程度上提高焊接接頭的拉伸性能和硬度。三種焊接接頭和紫銅母材的抗拉強(qiáng)度依次為199MPa、202.5MPa、207.5MPa、207.5MPa

3、，兩種塑性變形焊接接頭的抗拉強(qiáng)度較焊態(tài)分別提高1.76％、4.27％;屈服強(qiáng)度在54～61MPa之間;延伸率和斷面收縮率則因斷裂位置和組織的不同而未呈明顯規(guī)律性。拉伸斷口形貌分析表明，焊縫塑性較母材好，錘擊塑性變形后的熱影響區(qū)塑性較差。兩種塑性變形焊接接頭垂直焊縫中心和沿著焊縫中心的硬度值均較焊態(tài)焊接接頭得到提高;三種焊接接頭焊縫中心處的硬度值最高;錘擊焊縫產(chǎn)生的滑移帶和變形孿晶的硬度平均值分別達(dá)到149.38 HV、157.33 HV

4、。
　　研究結(jié)果表明，與焊態(tài)焊接接頭相比，壓制塑性變形焊接接頭的疲勞性能提高，錘擊焊接接頭的疲勞性能下降。按最小二乘法擬合，對(duì)應(yīng)于50％存活率下的焊態(tài)和壓制焊接接頭的疲勞強(qiáng)度不符合要求。在名義應(yīng)力，-N曲線中，應(yīng)力幅高于40.71MPa時(shí)，壓制焊接接頭的疲勞性能優(yōu)于紫銅母材;應(yīng)力幅低于40.71MPa時(shí)，壓制焊接接頭的疲勞性能不及紫銅母材。
　　研究結(jié)果表明，疲勞斷口宏觀形貌觀察到裂紋源、擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)。裂紋源在表面處產(chǎn)生;