鋁合金攪拌摩擦焊接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)研究.pdf

1、攪拌摩擦焊(friction stir welding，簡(jiǎn)稱FSW)是一種固相連接技術(shù)，由于其焊接特點(diǎn)的獨(dú)特性及優(yōu)越性，這種新型連接技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)，就受到焊接界的廣泛關(guān)注。在航空航天、造船、汽車等領(lǐng)域，尤其是高強(qiáng)鋁合金的連接方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 從國(guó)內(nèi)外攪拌摩擦焊發(fā)展的現(xiàn)狀看，雖然國(guó)外已經(jīng)在航空器的部分部件上采用了鋁合金的攪拌摩擦焊技術(shù)，但對(duì)該接頭的一些應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作還不完善，尤其是疲勞問(wèn)題。疲勞破壞是機(jī)械零件失效的主要原

2、因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)械零件失效中大約有80％以上屬于疲勞破壞。對(duì)于航空用鋁合金攪拌摩擦焊接頭，研究其疲勞性能的意義不言而喻。能否將攪拌摩擦焊技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)的航空工業(yè)中，主要取決于攪拌摩擦焊接頭的各項(xiàng)性能指標(biāo)是否滿足航空器的要求，而疲勞性能是必須研究和驗(yàn)證的重要性能之一?？蛊跀嗔烟匦允窃u(píng)定攪拌摩擦焊構(gòu)件使用性能極為重要的指標(biāo)之一。因此，本文針對(duì)鋁合金攪拌摩擦焊接頭疲勞裂紋擴(kuò)展進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并取得了一定的成果。 1、針對(duì)我國(guó)航空器常

3、用的四種鋁合金(2024，6082，7050，7075)的不同規(guī)格，利用現(xiàn)有條件，確定滿足使用要求接頭的攪拌摩擦焊工藝參數(shù)。并通過(guò)對(duì)攪拌摩擦焊接頭組織分析和檢測(cè)，得到工藝參數(shù)。以尋求工藝參數(shù)與疲勞性能的關(guān)系，從而找到適應(yīng)于各合金對(duì)應(yīng)于最佳疲勞性能的焊接規(guī)范。 2、對(duì)航空用鋁合金7075-T65l、7050-7451的攪拌摩擦焊接頭的母材、焊核區(qū)和熱影響區(qū)的疲勞裂紋擴(kuò)展速率(da／dN)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)采用CT試樣

4、，在810 Material Test System試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。用遞增多項(xiàng)式法求得疲勞裂紋擴(kuò)展速率(da／dN>和(AK)，并分別將母材、焊核區(qū)和熱影響區(qū)同一組試樣的(da／dN)和(AK)數(shù)據(jù)點(diǎn)合在一起進(jìn)行了整體回歸分析。試驗(yàn)中得到了以Paris公式表達(dá)的鋁合金7075-T651母材、焊核區(qū)、熱影響區(qū)da／dN與AK的關(guān)系式。試驗(yàn)結(jié)果表明，熱影響區(qū)疲勞裂紋擴(kuò)展速率高于母材和焊核區(qū)，是該合金攪拌摩擦焊接頭最薄弱的區(qū)域。 3、針