多次补焊对6061-T6铝合金T型接头疲劳性能的影响

对多次补焊下的高速列车用6061-T6铝合金T型接头进行三点弯曲疲劳性能试验,并对疲劳断口做了扫描观察与分析。结果表明:焊接接头指定寿命为1×107次的中值疲劳极限强度随着补焊次数的增加而下降,且补焊次数越多下降幅度越大。疲劳试验中的断裂试件均在焊趾处启裂,裂纹往母材方向延伸,其断口全貌呈纤维状;启裂区和扩展区疲劳纹清晰且较为粗大,但启裂源并不明显;终断区为浅韧窝型韧性断口。     

大角度激光填丝双面焊碳钢车体结构T形接头疲劳性能分析北大核心

针对2.5 mm和3 mm的碳钢材料的T形接头熔透焊接,采用ER50-G焊丝作为填充金属,对优化工艺参数焊接的T形接头的疲劳性能进行试验,对断口的宏观及微观断裂特征进行了分析。结果表明:指定寿命为1×10~7次循环下,激光填丝焊T形接头的中值疲劳极限σ_(0.1)为222.5 MPa;疲劳试件均断裂于焊趾部位,主要是由于该处存在较大的应力集中;断裂试件疲劳裂纹的启裂区和启裂扩展区具有典型的疲劳断裂特征,疲劳条带清晰,扩展区的大小随疲劳循环次数的增加而增大,瞬断区断口形貌均为大小不一的浅韧窝。研究结果可为激光填丝焊的车体结构工程化应用提供数据支持。     

大角度激光填丝双面焊碳钢车体结构T形接头疲劳性能分析

针对2.5 mm和3 mm的碳钢材料的T形接头熔透焊接,采用ER50-G焊丝作为填充金属,对优化工艺参数焊接的T形接头的疲劳性能进行试验,对断口的宏观及微观断裂特征进行了分析。结果表明:指定寿命为1×10~7次循环下,激光填丝焊T形接头的中值疲劳极限σ_(0.1)为222.5 MPa;疲劳试件均断裂于焊趾部位,主要是由于该处存在较大的应力集中;断裂试件疲劳裂纹的启裂区和启裂扩展区具有典型的疲劳断裂特征,疲劳条带清晰,扩展区的大小随疲劳循环次数的增加而增大,瞬断区断口形貌均为大小不一的浅韧窝。研究结果可为激光填丝焊的车体结构工程化应用提供数据支持。     

哈氏合金薄板激光填丝焊接接头高周疲劳性能

为了评价激光薄板填丝焊接接头的高周疲劳性能,利用升降试验法评价了指定2×10~6周次寿命的0.7 mm厚激光填丝焊接接头样件高周疲劳强度,借助扫描电子显微镜分析了断口及断裂位置。结果显示,激光填丝焊接接头的高周疲劳强度为396.6 MPa,断口形貌显示近无夹杂物,裂纹源区呈解理特征,裂纹主要为沿晶扩展,在裂纹扩展区呈现典型的疲劳条纹特征,且条纹间距随裂纹扩展长度的延长而加宽,瞬断区主要呈现与拉伸断口一致的韧窝形貌。观察断口截貌可知,裂纹主要在焊缝上表面焊趾附近萌生,并沿板厚方向扩展,在沿焊接方向扩展过程中会跨越熔合线,在焊缝区内和相邻母材区内扩展。     

AZ31镁合金及其TIG焊接接头断裂机理研究

对AZ31镁合金及其焊接接头进行拉伸、冲击和疲劳试验,分析了镁合金的断裂机理及疲劳裂纹扩展方向.母材拉伸试验结果表明,试样几乎没有缩颈,抗拉强度为236.29 MPa;焊接接头的抗拉强度为185.68 MPa,拉伸断裂从焊接接头焊趾部位启裂,抗拉强度为母材的78%.冲击试验在-80～340 ℃进行,结果表明,在较低温度下AZ31镁合金冲击韧性较小,断口为准解理形貌的脆性断裂;随着温度的增加,断裂形式由准解理+韧窝形貌的混合断裂过渡为韧性断裂;在常温下焊缝中心的冲击韧性比母材的高,但热影响区的冲击韧性较差.AZ31B镁合金母材的疲劳强度为66.72 MPa,对接接头的疲劳强度为39.00 MPa;母材疲劳断口由解理台阶组成,为脆性断裂;焊接接头疲劳断口由解理和准解理台阶组成,为脆性断裂.     

5A06铝合金及其焊接接头的疲劳断裂行为

对5A06防锈铝合金及其焊接接头疲劳性能断裂行为进行研究,采用疲劳试验、光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对5A06铝合金的疲劳性能、金相组织、裂纹扩展特征和疲劳断口进行分析。结果表明:在循环次数为2×106时,铝合金母材、对接接头、横向十字、侧面连接和纵向十字接头的疲劳性能分别为99.97、70.96、57.48、48.20和41.80 MPa;铝合金母材疲劳裂纹起裂于截面最小部位,对接接头和横向十字接头裂纹起裂于焊趾等应力集中部位,裂纹沿着热影响区扩展;侧面连接接头裂纹起裂于两板连接处应力集中部位,纵向十字接头裂纹起裂于热影响区;微观裂纹为沿晶和穿晶混合的扩展特征。对母材及其焊接接头的宏观断口呈暗灰色纤维状,具有一定的塑性;接头的微观断口具有准解理特征,断口中存在球状孔洞、疲劳条纹和韧窝,并存在二次裂纹。     

焊接工艺对6082-T6铝合金对接接头疲劳性能的影响

对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊和MIG焊的对接接头分别进行脉动拉伸疲劳试验,并对试件的疲劳断口进行扫描电镜分析,结果表明:搅拌摩擦焊接头的疲劳极限较高,搅拌摩擦焊接头断裂位置主要集中在背面焊缝边缘; MIG焊接头断裂位置主要集中在热影响区。启裂区和扩展区疲劳纹清晰;终断区为深韧窝型韧性断口。     

核电厂常规岛小支管断裂失效分析

通过对核电厂常规岛小支管断裂位置的宏观检查,角焊缝检查,断口检查,裂纹源、扩展区、终断区的分析,结果表明：断口的启裂区、扩展区和终断区特征明显,符合疲劳断口的特征,裂纹启裂于角焊缝高度最小处,终断位置与启裂处对称,试样断口为疲劳断口,常规岛系统主管在运行期间的长时间震动,小支管的外载荷、震动等,是导致小支管启裂和扩展的主要因素,为后续同类型接头的断裂分析提供借鉴。     

不同返修次数对6082-T6铝合金对接接头疲劳性能的影响

对不同返修次数的高速列车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊对接接头进行脉动拉伸疲劳试验,并对疲劳断口进行扫描观察与分析。结果表明,焊接接头指定寿命为1×107次的中值疲劳极限随返修次数的增加而升高。搅拌摩擦焊返修两次时焊接接头的疲劳极限强度较高,疲劳试验中的试件断裂位置主要集中在背面焊缝边缘。启裂区和扩展区疲劳纹清晰,终断区为浅韧窝型韧性断口。     

热矫正对Q345E低合金钢焊接接头疲劳性能的影响

通过脉动拉伸疲劳试验和断口形貌分析对不同火焰矫正温度的Q345E低合金钢焊接接头(去掉余高)的疲劳性能进行了研究。结果表明:随着矫正温度的升高,Q345E低合金钢对接接头的疲劳性能呈下降趋势,700、800、1000℃矫正的对接接头的疲劳强度与不矫正试件相比分别降低0、10和30 MPa,700℃矫正试件疲劳强度最好,1000℃矫正试件疲劳强度最低。试件的疲劳裂纹均从试件边缘处启裂,启裂区和扩展区具有典型的疲劳断裂特征,疲劳纹清晰并很粗,不矫正试件的终断区为准解理+韧窝型断口,矫正试件的终断区为韧窝型韧性断口。     

AZ31B镁合金及其焊接接头的疲劳断裂机理

对AZ31B镁合金进行疲劳实验,在2×106循环次数下,母材、对接接头、横向十字接头和侧面连接接头的疲劳强度分别为66.72,39.00,24.38和24.40MPa。采用光学显微镜对裂纹扩展特征进行分析,结果表明,AZ31B母材的疲劳裂纹宏观扩展路径平滑,但微观观察发现疲劳裂纹扩展方向曲弯,有些裂纹分成两岔;裂纹尖端扩展均为沿晶扩展。焊接接头裂纹均在焊趾部位起裂,对接接头和横线十字接头的裂纹沿着热影响区扩展;侧面连接接头的裂纹起裂位于焊脚部位。采用扫描电子显微镜对疲劳断裂机理进行分析。疲劳断口由准解理或解理台阶组成,均为脆性断裂,断口中存在二次裂纹,对接接头中存在疲劳条纹,其间距约为5μm。     

轨道车辆不锈钢车体激光焊部分熔透搭接接头疲劳性能研究

根据部分熔透搭接激光焊工艺特点和结合不锈钢车体侧墙结构,采用不同规格厚度及表面加工类型组合不锈钢进行部分熔透搭接激光焊,焊后对试样进行腐蚀和疲劳试验,以研究其疲劳性能。试验结果表明：疲劳裂纹均启裂于下板上表面的热影响区,并向下板内部扩展;在试样的宽度方向上,裂纹从下板一侧启裂,向另一侧扩展。疲劳断口扫描电镜分析发现,所有断口整个断裂界面比较粗糙,未观察到明显韧窝和腐蚀引起的点腐。在相同疲劳循环次数的条件下,激光焊部分熔透搭接接头疲劳强度随厚度增加而提高。腐蚀疲劳试验结果表明,在高载荷条件下,腐蚀时间对接头疲劳性能的影响较小;随着疲劳循环次数的增加,腐蚀对接头疲劳性能的影响逐渐增大。     

TC4-DT钛合金电子束焊接接头的疲劳断口研究

采用单边缺口试样,用扫描电镜观察了TC4-DT钛合金母材及电子束焊接接头焊缝区与热影响区的疲劳断口,分别分析了疲劳裂纹起裂源、扩展区及瞬断区的断口形貌特征.结果表明,疲劳裂纹均起裂于试样缺口根部,并由试样的一侧扩展到另一侧,裂纹扩展初期均沿一定的结晶面扩展,属于脆性穿晶断裂;母材和热影响区的瞬断部位均有明显的韧窝出现,属于塑性沿晶断裂,而焊缝区断口上韧窝不明显;热影响区疲劳断口有疲劳条带出现,但在母材和焊缝区断口上很难看见.     

SMA490BW钢激光-MAG复合焊T型接头疲劳性能

对激光-MAG复合焊和MAG焊T型接头进行了四点弯曲疲劳试验,采用最小二乘法拟合疲劳S-N曲线,估算了两种焊接方法 T型接头循环寿命为107时的疲劳强度。试验结果表明,当循环基数为107次时,激光-MAG复合焊接头的疲劳强度较常规MAG焊接头提高17.5%。观察两种焊接方法的疲劳断口发现,断口位置在熔合区的焊趾处,裂纹扩展区疲劳辉纹明暗相交,既短又不连续,呈韧性疲劳断口特征。但激光-MAG复合焊疲劳裂纹扩展区撕裂棱凸出较大,裂纹扩展时所需的动力更大,断裂韧性更高。分析发现,焊趾处圆滑过渡和细小的熔合区微观组织导致激光-MAG复合焊T型接头的疲劳强度高于MAG焊。     

05CuPCrNi钢薄板搭接接头疲劳性能研究

通过脉动拉伸疲劳试验及疲劳断口形貌分析,确定了不同厚度薄板05Cu PCr Ni耐候钢搭接接头疲劳性能最佳的焊接方法。结果表明:2 mm+2 mm和2.5 mm+2.5 mm的05Cu PCr Ni耐候钢胶接点焊、2 mm+2.5 mm的05Cu PCr Ni耐候钢塞焊时其搭接接头的疲劳性能最好;疲劳断裂试件均启裂于熔合区,启裂区无缺陷,熔合区应力集中大是断裂的主要原因,扩展区存在疲劳辉纹,终断区呈剪切韧窝+解理形态。     

6061-T6铝合金激光-MIG复合焊广域环境下疲劳性能研究

以磁悬浮列车底架地板用6061-T6铝合金为对象,研究了6061-T6铝合金激光-MIG复合焊焊接接头在低高温(-40℃、常温、70℃)的疲劳性能,为广域环境条件下磁悬浮列车设计提供基础实验数据。结果表明:常温条件下的疲劳极限为67.1 MPa,焊缝断口具有明显的劳源区、疲劳扩展区和瞬时断裂区,疲劳扩展区存在明显的疲劳辉纹,局部存在不同族簇疲劳辉纹,瞬时断裂区有明显的韧窝结构,瞬断区为韧性断裂;低温(-40℃)条件疲劳极限为61.3 MPa,焊缝断口疲劳辉纹细而致密,存在大量的二次裂纹,焊缝韧塑性降低;高温(70℃)条件疲劳极限为56.2 MPa,焊缝疲劳断口呈现准解理断裂特征,大量脆性疲劳辉纹分布于断口且瞬断区为典型的聚集型韧窝特征。     

表面状态对6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

对采用双轴肩搅拌摩擦焊的两种不同焊前表面状态6005A-T6铝合金型材焊接接头进行脉动拉伸疲劳试验。断口疲劳断裂分析结果表明:焊前打磨时接头疲劳强度略高;焊前打磨状态对6005A-T6铝合金型材双轴肩搅拌摩擦焊接头疲劳强度影响不大。电镜扫描结果显示:两种类型接头试件宏观断裂形貌均为纤维状,启裂位置均集中在热影响区(焊核边缘),未出现明显缺陷;启裂区断口齐平光滑、疲劳源清晰;扩展区可观察到相互平行的塑性疲劳条带;终断区断口表现为韧性断裂,呈明显的等轴韧窝型。     

FSW与MIG补焊的6005A-T6铝合金型材FSW接头疲劳性能研究

针对6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头缺陷,分别采用搅拌摩擦焊(FSW)和熔化极气体保护焊(MIG)进行补焊,对补焊后的接头疲劳性能进行了研究。结果表明,在循环次数N107时,FSW补焊接头的疲劳强度为100MPa,可达母材疲劳强度的84.53%,MIG补焊接头的疲劳强度为80 MPa,可达母材疲劳强度的67.62%。FSW补焊接头的疲劳断口裂纹源位于焊缝底部,裂纹扩展区有典型的疲劳辉纹,瞬断区为剪切型断口,为撕裂棱和韧窝组合形貌。MIG补焊接头疲劳断口的断面有微气孔,裂纹源位于夹杂气孔缺陷处,扩展区为准解理断裂,瞬断区为韧性断裂和脆性断裂的复合形式。     

调修次数对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

平头搅拌针调修是指在原有焊缝背面用无搅拌针的搅拌头对焊缝再次进行搅拌摩擦焊,使焊缝温度升高,改善FSW接头性能.对平头搅拌针不同调修次数的高速列车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行脉动拉伸疲劳试验,利用扫描电镜观察分析疲劳断口,试验结果表明:铝合金搅拌摩擦焊接头指定寿命为1×107次的中值疲劳极限随着搅拌针调修次数的增加而升高.平头搅拌针调修两次时焊接接头的疲劳极限强度较高,焊缝背面边缘是本次试验集中产生裂纹的部位.启裂区和扩展区疲劳纹清晰;终断区为深韧窝状花样的韧性断口.     

返修工艺对6005-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头性能的影响

在相同工艺参数下,对6005-T6铝合金型材双轴肩搅拌摩擦焊接头进行一次返修,并对其疲劳试件断口进行SEM扫描与分析。结果表明:返修后焊接接头的疲劳强度低于未返修焊接接头,随着应力的增大,从低应力区到高应力区,两种接头疲劳强度差异缩小;由升降法计算得未返修焊接接头疲劳极限为101.7 MPa,返修接头疲劳极限为75 MPa。断口分析表明:一次返修后疲劳试件未发现明显缺陷,断裂位置主要集中在母材,启裂区表面平滑,扩展二次裂纹少,疲劳纹清晰且粗大,终断区为韧性断口,可观察到大量浅韧窝。