厚板铝合金FSW和MIG焊接接头疲劳性能

对厚度10 mm的6082-T6铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊接接头的疲劳强度进行了试验研究,并与6082-T6母材疲劳性能进行了对比分析.结果表明,6082-T6母材的疲劳S-N曲线最高、MIG焊接接头S-N曲线度最低,而FSW接头的疲劳S-N曲线近似位于两者之间;在高应力区FSW疲劳强度低于MIG焊接接头、而在低应力区高于MIG焊接接头.大部分FSW试样疲劳裂纹启始于焊缝根部的"弱连接"缺陷,采用机械加工去掉1.4 mm厚度焊缝根部材料后,FSW疲劳强度明显提高并接近母材数据.厚板6082-T6铝合金FSW焊缝根部质量控制是影响疲劳性能的关键因素.     

隧道型缺陷对6082-T6铝合金FSW焊接接头力学性能和疲劳性能的影响

采用单轴肩搅拌摩擦焊对6082-T6铝合金型材进行焊接,通过拉伸、弯曲、硬度、疲劳试验和金相分析等,对6082-T6铝合金焊接接头的组织、力学性能和疲劳性能进行分析研究。结果表明：0.1 mm隧道型缺陷接头的拉伸性能和弯曲性能优于4.4 mm隧道型缺陷接头的;从硬度测试结果来看,不同隧道尺寸对焊接接头的硬度影响较小,但热影响区均有软化现象;疲劳试验显示,在相同应力水平,4.4 mm的隧道型缺陷接头的疲劳性能较差;依据金相来确定2种隧道型缺陷的尺寸。     

超声冲击及焊缝余高对6082铝合金焊接接头疲劳性能的影响

本文对6082铝合金焊接接头分别进行超声冲击处理和磨平焊缝余高处理,研究残余应力和应力集中对焊接接头疲劳性能的影响。结果表明:经超声冲击处理后,接头焊趾及其附近区域表层晶粒明显细化;焊趾处由冲击前的残余拉应力转变为残余压应力,其疲劳寿命得到提高;超声冲击前后接头疲劳裂纹均萌生于焊趾部位,而磨平焊缝接头的疲劳裂纹大多萌生于母材圆弧过渡处。无论冲击与否,疲劳断裂机制均为准解理断裂。当超声冲击电流为1.0 A、冲击时间为2 min时,与未超声冲击试样相比,6082铝合金接头疲劳寿命提高11.18%,无余高接头相对焊接接头疲劳寿命提高30.71%。接头表层金属晶粒尺寸、残余应力以及应力集中是影响6082铝合金焊接接头疲劳性能的主要因素。     

两种形状汽车大梁板试样的轴向疲劳行为研究

以500L-Z汽车大梁板为研究对象,对漏斗形试样和等截面试样分别进行应力比(R)为-1和0.1以及高、低两个应力水平的轴向疲劳试验。介绍了采用母体标准差相同的成组对比试验的t检验法和母体标准差不同的成组对比试验的t'检验法,并用切割应力松弛法测试两种形状试样表面的残余应力,分析其产生疲劳性能差异的原因。结果表明:在95%置信度下,当R=-1时,在250和330 MPa应力水平下,漏斗形试样的疲劳寿命分别是等截面试样的2.22～5.76倍和2.01～2.44倍;当R=0.1时,在475和550 MPa应力水平下,漏斗形试样的疲劳寿命分别是等截面试样的2.04～3.14倍和1.80～2.74倍。漏斗形试样的疲劳性能明显优于等截面试样。由试样形状引起的应力集中和表面残余压应力差异是造成两种形状试样疲劳性能差异的主要原因。     

应力集中因子和应力比对2026-T3511铝合金型材高周疲劳性能的影响

对满足AMS4338材料规范的2026-T3511铝合金型材进行室温高周疲劳试验,研究了不同应力集中因子K_t(1、2.5、3)和不同应力比R(-1、0.06、0.5)对其S-N曲线和疲劳极限的影响。试验结果表明:当应力集中因子相同时,2026-T3511铝合金型材的疲劳极限随着应力比R的增大而升高。随着应力集中因子K_t的减小,2026-T3511铝合金型材疲劳强度越大,光滑试样形式(K_t=1)其疲劳强度最大。     

薄板对接超声疲劳试样设计方法及其误差分析

采用解析法得到了含中部等截面段狗骨形薄板超声疲劳试样谐振长度的计算公式，并得出沿谐振长度方向的位移及应力幅分布函数. 为了验证上述计算方法用于薄板对接超声疲劳试样设计的精确度，对考虑与不考虑焊缝余高时的薄板试样与薄板对接试样分别建立有限元模型并进行模态分析. 结果表明，采用上述计算方法进行薄板超声疲劳试样设计的频率误差小于1%，且对比得出由于焊缝余高的存在使得其频率误差增大约1.7%. 另外，采用上述方法设计了低合金钢Q345薄板对接超声疲劳试样，通过超声疲劳试验进一步验证了上述方法的精确度.     

基于非线性超声调制频谱识别铝合金板材的疲劳裂纹

基于非线性超声调制频谱法,对航空铝合金板材中的疲劳裂纹识别进行研究;以两个不同频率的超声兰姆波为激励信号.依靠超声换能器、波形发生器和激光测振仪等,对含有疲劳裂纹和无损伤的2024-T351铝合金薄板试样进行对比实验;分别采用时域、频域和时频域联合法分析非线性超声波在铝合金薄板试样中传播的响应信号.结果表明:非线性声学特征即调制频谱及三阶谐波可作为识别2024-T351铝合金板材介质中疲劳裂纹的判据,通过对试样表面进行扫描,建立调制频谱的峰值幅度与位移的关系,据此可确定样板中疲劳裂纹的位置和轮廓,这为航空铝合金板材疲劳裂纹的识别提供更多技术支撑.     

6082-T6铝合金大厚度板 搅拌摩擦焊接头应力腐蚀性能研究

采用单轴肩搅拌摩擦焊技术对6082-T4铝合金大厚度板进行双面焊接,焊后进行热处理整体达到T6的供货状态,然后分别比较在模拟海水溶液与空气中对其接头试样进行的慢应变速率拉伸试验结果,通过比较应力腐蚀开裂(SCC)指数来判定试样对应力腐蚀的敏感性。结果表明:6082-T6铝合金大厚板搅拌摩擦焊焊接接头(表层与中层)均具有良好的耐应力腐蚀性能,但是中层焊接接头的应力腐蚀敏感性大于表层。SEM扫描结果表明:在空气和腐蚀介质中,试验接头(表层与中层)断口形貌均呈纤维状,未出现明显的夹杂缺陷特征,边缘和中心区域包含大量韧窝,均属于典型韧性断裂。     

搅拌摩擦焊和熔化极气体保护焊6082铝合金疲劳性能分析

对10 mm厚6082-T6铝合金进行搅拌摩擦焊(FSW)和熔化极气体保护焊(MIG焊)焊接,利用疲劳性能试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对6082铝合金FSW和MIG焊接头的疲劳力学性能、微观组织、裂纹扩展特征、疲劳断口进行了分析. 结果表明,在疲劳寿命为2×106周次时,6082铝合金母材及其FSW和MIG焊接头的名义应力分别为126.3,110.2,84.2 MPa;在高应力水平下(Δσ=160 MPa),FSW接头疲劳寿命明显大于MIG焊接头、与母材的疲劳寿命相当. MIG焊疲劳断口均位于焊趾处,焊缝内的气孔缺陷为其主要裂纹源;FSW疲劳断口大多发生在轴肩边缘. 接头的微观断口具有准解理特征,断口中存在疲劳条纹和韧窝.     

6061-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊疲劳性能分析

对6061-T6铝合金点焊接头进行单点疲劳试验,确定6061-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊的疲劳断裂原因,得出6061-T6铝合金的S-N曲线以及条件疲劳极限.通过对载荷水平为1.5 kN的6061-T6 RFSSW疲劳试样进行金相分析以及断口扫描分析,得到了6061-T6铝合金疲劳断裂原因以及疲劳断口特征.结果表明,6061-T6点焊接头中的钩状缺陷和上下板结合处缺口尖端的应力集中是造成疲劳破坏的主要原因,疲劳裂纹始于上下板搭接处焊点的钩状缺陷外边缘,即缺口尖端处;在焊接过程中,应通过优化工艺参数尽量减小钩状缺陷的尺寸以及降低缺口处的应力集中,从而提高焊点的疲劳寿命.     

焊丝成分对6082-T6铝合金焊接接头组织和性能的影响

采用ER5356和ER5087焊丝对12 mm厚6082-T6铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG)后,通过显微硬度测试、拉伸力学性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等研究焊丝成分对焊接接头力学性能与显微组织的影响。结果表明:采用ER5087焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头焊缝区晶粒更细小;抗拉强度、屈服强度、断后伸长率以及焊接系数均高于ER5356焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头的;两种焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头的硬度最低区域与拉伸断裂位置均在距离焊缝中心10~15 mm处的热影响区,该区域β″强化相聚集长大、粗化,导致析出相强化作用减弱,成为焊接接头性能最薄弱区域。     

铝合金焊接接头冲击强化的性能

为了提高铝合金焊接接头的力学性能,试验分别采用超声波和调Q脉冲YAG激光对A6061-T6铝合金焊接接头焊趾附近处进行冲击强化,研究了超声波和激光冲击强化下铝合金焊接接头的性能.两种冲击强化模式下,铝合金焊接接头焊趾处近表面均发生了冲击强化效果,并产生了较大的残余压应力,超声波和激光冲击强化后产生的最大残余压应力分别为 -158 MPa和 -145 MPa左右.超声波与激光冲击强化铝合金焊接接头的疲劳寿命差别不大,均比焊态下试样的疲劳寿命提高1倍以上.两种冲击强化方法的疲劳试验样件断裂位置均发生在基体金属上,而焊趾处没有疲劳裂纹产生.     

搅拌摩擦焊AA7075-T651铝合金接头的疲劳裂纹扩展(英文)

研究12 mm厚AA7075-T651铝合金板搅拌摩擦焊接头的疲劳裂纹扩展行为。从搅拌摩擦焊接头以及母材中截取试样,对试样进行疲劳裂纹扩展实验。对搅拌摩擦焊接头以及母材的横向拉伸性能进行评估。用光学显微镜和透射电镜分析焊接接头的显微组织。用扫描电镜观察试样的断裂表面。与母材相比,焊接接头的ΔKcr降低了10×10-3 MPa·m1/2。搅拌摩擦焊AA7075-T651接头的疲劳寿命明显低于母材的,其原因可归结于焊缝区的析出相在搅拌摩擦焊接过程中的溶解。     

一、二次补焊对高速列车用铝合金焊接接头疲劳性能的影响

6082铝合金是高速列车车体的主要材质,因其焊接时易产生气孔、裂纹等缺陷,必须进行焊接返修予以清除.深入研究补焊工艺和补焊次数对焊接接头疲劳性能的影响.通过脉动拉伸疲劳试验研究一、二次补焊6082铝合金焊接接头疲劳性能,并与未补焊的接头疲劳强度进行比较.结果表明,一次补焊后焊接接头的中值疲劳强度显著下降;二次补焊的焊接...     

A Comparative Analysis of the Impact of Tool Design to Fatigue Behavior of Single-Sided and Double-Sided Welded Butt Joints of EN AW 6082-T6 Alloy

In this paper, the results of fatigue behavior on friction stir welded joints of aluminum alloy EN AW 6082-T6 are reported. In particular, the study presents the influence of the geometry of a welding tool on fatigue strengths and tensile strengths. The test joints were prepared as single side welded and double side welded by FSW. The welding was performed at various linear welding speeds (224, 560, and 900 mm/min) and one rotational speed of 710 rev./min using three different tool shapes. The results of macro examination and tensile test led to the selection of a single set of tool movement parameters at which the test joints for fatigue test were made. Samples were tested in two states of surface condition, i.e., “as-welded” and with mechanically removed marks left by rotating and moving tool during FSW process. Studies have shown that fatigue behavior of FSW joints depends on the tool shape used in the welding process as well as the surface condition of welded joints and manner of joint production.     

Technological special features of welding 1460 high‐strength aluminium alloy

Summary

Aluminium alloys are used extensively, whenever the advantages of high strength-to-density ratio, reduction of dead weight and corrosion resistance, make these alloys competitive with other materials. The major markets for structural application of aluminium alloys are civil engineering and the transport industry, in particular, aircraft construction and more recently, that of electric and low emission cars.

One of the difficulties to be overcome in using aluminium alloys is the reduction of mechanical properties due to HAZ (Heat Affected Zone) deterioration caused by welding.

The mechanical and microstructural characteristics of MIG welded joints in 6082-T6 plate alloy were investigated by means of tensile tests, fatigue bending tests, microhardness analysis, and optical and SEM metallography.

The reduced hardness and tensile strength in the HAZ have been linked to the mechanisms of deterioration of constituents initially present in the alloy, originating from quenching and thermal ageing treatment.     

温度对7N01-T4铝合金疲劳行为的影响

开展了7N01-T4铝合金在实验室空气下室温、100℃和-60℃3种温度条件的疲劳S-N曲线测试,研究了不同温度对7N01-T4铝合金疲劳性能的影响。结果表明:-60℃环境对7N01-T4铝合金疲劳性能是有益的,而100℃环境会降低其疲劳性能;7N01-T4铝合金在室温、100℃和-60℃环境下的缺口敏感度系数分别为0.63、0.60和0.59,这3种温度环境对7N01-T4铝合金敏感度系数基本没有影响;100℃环境Kt=1和Kt=3下的DFR值比室温分别下降24%和16%;-60℃环境Kt=1和Kt=3下的DFR值比室温分别提高42%和14%。     

焊接速度对AA6082搅拌摩擦焊接头根部 缺陷及性能的影响

研究了不同焊接速度对5.1 mm厚6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头根部缺陷及性能的影响.采用光学显微镜观察了不同参数下接头根部缺陷形貌并对不同焊接速度下的接头进行了拉伸和弯曲试验.结果表明,随着焊接速度的不断增加,接头根部未焊透缺陷倾向变大,接头软化区部位最低硬度值逐渐增高.焊接速度由50 mm/min增大到400 mm/min时,接头抗拉强度逐渐增加.进一步增大焊接速度到600 mm/min时,由于根部未焊透缺陷的严重性变大,造成接头强度下降.在软化区是接头薄弱区的条件下,其尺寸较小的根部缺陷不影响接头抗拉强度.但是对接头的抗弯强度有显著的不利影响.