航空鋁合金LY12CZ和LD10CS攪拌摩擦焊接頭疲勞行為研究.pdf

1、本文主要對航空鋁合金LYl2CZ和LDl0CS攪拌摩擦焊對接接頭的顯微組織的變化，S-N曲線，顯微缺陷對疲勞性能的影響進行研究，同時按照國際焊接學會(ⅡW)焊接接頭疲勞評定推薦規(guī)范，計算出各種狀態(tài)接頭的疲勞特征值。 研究結(jié)果表明，攪拌摩擦焊接頭較美觀，焊后板材幾乎無變形；焊縫中心有“洋蔥環(huán)”組織出現(xiàn)；攪拌摩擦焊接頭擁有兩個明顯的外部特征：飛邊和攪拌肩隨攪拌頭行走時留下的凸臺。攪拌摩擦焊接頭材料的流動性差異把接頭分為母材區(qū)、焊核區(qū)

2、、機械熱影響區(qū)和熱影響區(qū)；焊縫區(qū)的顯微硬度成W型分布，硬度的最低點出現(xiàn)在熱影響區(qū)內(nèi)。在焊接規(guī)范(1)條件下，焊縫根部易形成“未焊透”(LD10CS)和“弱連接”缺陷(LY12CZ)，并且這兩種缺陷對接頭的彎曲和疲勞性能都有很大的影響；傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)如X射線傷無法檢測發(fā)現(xiàn)這兩種缺陷，只有破壞性彎曲試驗才能完全檢測出焊縫根部缺陷。彎曲試驗結(jié)果表明，攪拌摩擦焊焊縫有良好的塑性，但是在本研究的試樣焊接條件下所有狀態(tài)的焊縫均從焊縫根部起裂，由

3、于金相組織觀察也很難發(fā)現(xiàn)根部缺陷的存在，在以后的試驗中應(yīng)該更加重視對攪拌摩擦焊根部缺陷的研究。 在焊接規(guī)范(1)條件下所形成的“未焊透”和“弱連接”缺陷，大大降低了FSW接頭的疲勞性能，表明焊接規(guī)范(1)不合理。在優(yōu)化后的焊接規(guī)范(3)、(4)和(5)下，LY12CZ(4mm板厚)鋁合金攪拌摩擦焊對接接頭在2×10<'6>循環(huán)次屬下對應(yīng)95﹪存活率的疲勞強度特征值為△σ<,k>=69.5MPa,S-N曲線的斜率m=8.58；LD