攪拌摩擦搭接焊焊接件的疲勞壽命和斷裂模式研究

攪拌摩擦搭接焊焊接件的疲勞壽命和斷裂模式研究

主要介紹利用攪拌摩擦搭接焊（FSLW）將AA6022鋁合金與AM60B鎂合金進行焊接，對焊接件進行搭接剪切試驗和疲勞壽命試驗，分析研究焊接件的力學性能、疲勞壽命和損傷機理。在疲勞壽命試驗中，FSLW試樣具有較大的變形，而在搭接剪切試驗中具有較窄的散射。這種散射是由于焊接異種金屬的不同冶金性質（如空隙和脆性金屬間化合物）產生的。

在搭接剪切試驗中，觀察到試樣有以下兩種不同的失效模式。①主要疲勞裂紋在彎曲裂紋形成中傳播到鎂板或鋁板時發生斷裂。此外，在該斷裂模式的裂紋起始位置處觀察到一些氧化物碎屑，說明這種模式的裂紋是由微動疲勞引起的。一般在最大疲勞負荷為2000N以下測試時，焊接件的焊縫會出現這種斷裂模式。②試樣的焊接界面分離產生斷裂。對該斷裂模式進行分析表明，疲勞裂紋在焊接缺陷處產生，通過焊接期間形成的脆性金屬間傳播。在疲勞負荷高于2000N進行試驗時，界面分離失效是主要的斷裂模式，說明在較高負荷下焊縫的結構完整性幾乎不受焊縫幾何特征的影響。因此，焊點熔核中的金屬間化合物是造成界面斷裂的主要原因。試驗結果表明，焊接時材料混合不充分會在焊點熔核中形成微空隙和金屬間化合物，易使焊接件斷裂或者影響焊接接頭的準靜態承載能力，降低焊接件的力學性能和疲勞壽命。

刊名：International Journal of Fatigue（英）

刊期：2016年第82期

作者：H.M.Rao et al

編譯：朱會