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《航空鋁合金攪拌摩擦焊接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要要實現(xiàn)鋁合金攪拌摩擦焊技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用和推廣，接頭的疲勞行為是必不可少的重點研究對象之一。本實驗通過高頻疲勞實驗，對航空鋁合金LC4CS和7075．T6攪拌摩擦焊預(yù)制裂紋穿焊縫中心，預(yù)制裂紋穿焊縫前進(jìn)邊，預(yù)制裂紋穿焊縫后退邊，預(yù)制裂紋垂直于焊縫四種形式焊接接頭疲勞性能進(jìn)行了研究，金相組織觀察，維氏硬度實驗作為輔助試驗，通過接頭焊縫各區(qū)域的組織、缺陷和硬度來進(jìn)一步的了解接頭的疲勞性能。該實驗為建立合理的攪拌摩擦焊接接頭的疲勞評定規(guī)范提供重要依據(jù)，從而推動攪拌摩擦焊接技術(shù)在航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。IIW疲勞試驗標(biāo)準(zhǔn)對于FSW接頭是比較保守的
2、，應(yīng)該設(shè)計符合FSW的疲勞試驗標(biāo)準(zhǔn)。7075-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭預(yù)制裂紋穿焊縫中心試樣、預(yù)制裂紋穿焊縫前進(jìn)邊試樣、預(yù)制裂紋穿焊縫后退邊試樣和預(yù)制裂紋垂直于焊縫試樣疲勞裂紋擴(kuò)展速率方程分別為：da／dN=2．5058×l0以2(△K)4．08、da／dN=4．6002×l0“1(△K)3-05、da／dN=1．8213×10。11(△K)3．16d“dN=4．9165x10。10(△K)2‘’。。LC4CS鋁合金攪拌摩擦焊接頭預(yù)制裂紋穿焊縫中心試樣、預(yù)制裂紋穿焊縫前進(jìn)邊試樣、預(yù)制裂紋穿焊縫后退邊試樣和預(yù)制裂紋垂直于焊縫試樣的疲勞裂紋
3、擴(kuò)展速率方程分別為：da／dN=1．8382×10‘12(△K)4．27d“dN=1．6872×10。1(AK)3．49、da／dN=6．281l×10。11(AK)3．01、da／dN=1．1229×10‘10(△K)2．95。LC4CS鋁合金FSW接頭抗疲勞裂紋擴(kuò)展能力不如7075-T6鋁合金攪拌摩擦焊接接頭，但是相差不大。△K較小時，預(yù)制裂紋垂直于焊縫試樣疲勞裂紋擴(kuò)展速率最快?！鱇較大時，預(yù)制裂紋穿焊縫后退邊試樣疲勞裂紋擴(kuò)展速率最慢，預(yù)制裂紋穿焊縫中心試樣疲勞裂紋擴(kuò)展速率最快。焊縫成形良好，基本沒有變形，兩種鋁合金前進(jìn)邊熱影響區(qū)與
4、攪拌區(qū)的邊界比較清晰。焊核區(qū)均為細(xì)小的等軸晶粒，遠(yuǎn)小于鋁合金母材的晶粒，母材均為沿軋制方向拉長的等軸晶。試驗表明盡管焊核區(qū)為細(xì)小等軸晶，然而抗疲勞裂紋擴(kuò)展能力不是最好，這可能與接頭中存在的殘余應(yīng)力有關(guān)。兩種鋁合金攪拌摩擦焊接接頭的維氏硬度分布均為“W"型，硬度最低值出現(xiàn)在熱影響區(qū)。在兩種鋁合金攪拌摩擦焊接接頭中發(fā)現(xiàn)氧化物夾雜、貫穿性缺陷和根部缺陷，對接頭的疲勞性能不利。在實際過程中應(yīng)通過優(yōu)化焊接工藝，提高加工精度等措施來減少這種缺陷。關(guān)鍵詞：攪拌摩擦焊；疲勞性能；鋁合金；疲勞裂紋擴(kuò)展速率：da／dN曲線；焊接缺陷ABSTRACTTore
5、alizetheapplicationandindustrialpromotionofaluminumFSWtechnology,jointfatiguebehaviorisessentialtobeoneoftheimportanttargets．Thisstudythroughhigh—frequencyfatigueexperiments，fatiguepropertiesoftheaerialaluminumLC4CSand7075-T6FSWjointsprefabricatedcrackwearthroughweldseam
6、center,prefabricatedcrackthroughweldadvanceedge，prefabricatedcracksthroughretreatside，prefabricatedcracksverticaltoweldingseamsampleshavebeenstudied．Microstructureobservation，Vickershardnessexperimentasacomplementarytest，throughtheregionalorganization，defectsandhardnesso
7、fFSWjointsweldseamwecanbetterunderstandthejointfatigueperformance．Theexperimentprovideanimportantbasistoestablishareasonablefrictionstirweldingjointfatigueassessingnorms，thuspromotingtheapplicationoffrictionstirweldingtechnologyinthefieldofaerospace．TheIIWfatigueteststan
8、dardsarerelativelyconservativeforFSWjoints，theFSWfatigueteststandardsshouldbedesigned．Thefatiguecrackpr
