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(jìn)行焊接，對(duì)焊接件進(jìn)行搭接剪切試驗(yàn)和疲勞壽命試驗(yàn)，分析研究焊接件的力學(xué)性能、疲勞壽命和損傷機(jī)理。在疲勞壽命試驗(yàn)中，F(xiàn)SLW試樣具有較大的變形，而在搭接剪切試驗(yàn)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(zhì)（如空隙和脆性金屬間化合物）產(chǎn)生的。

在搭接剪切試驗(yàn)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(shí)發(fā)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(dòng)疲勞引起的。一般在最大疲勞負(fù)荷為2000N以下測試時(shí)，焊接件的焊縫會(huì)出現(xiàn)這種斷裂模式。②試樣的焊接界面分離產(chǎn)生斷裂。對(duì)該斷裂模式進(jìn)行分析表明，疲勞裂紋在焊接缺陷處產(chǎn)生，通過焊接期間形成的脆性金屬間傳播。在疲勞負(fù)荷高于2000N進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，界面分離失效是主要的斷裂模式，說明在較高負(fù)荷下焊縫的結(jié)構(gòu)完整性幾乎不受焊縫幾何特征的影響。因此，焊點(diǎn)熔核中的金屬間化合物是造成界面斷裂的主要原因。試驗(yàn)結(jié)果表明，焊接時(shí)材料混合不充分會(huì)在焊點(diǎn)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(zhǔn)靜態(tài)承載能力，降低焊接件的力學(xué)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(huì)