高速列車用高強(qiáng)鋁合金T型焊接接頭的多軸疲勞損傷演化機(jī)理的研究.pdf

1、　　A7N01 高強(qiáng)鋁合金由于具有良好的性能,被廣泛應(yīng)用于高速列車的車身中。本課題以A7N01高強(qiáng)鋁合金為試驗材料,焊接方法采用MIG,接頭形式為T型接頭,重點研究MIG焊T型焊接接頭的宏微觀組織、靜拉伸性能及疲勞性能。試驗研究從以下方面進(jìn)行：
　　首先制備T型接頭金相試件,運用超景深顯微鏡、掃描顯微鏡和顯微硬度儀對其進(jìn)行組織的宏觀分析、微觀分析和硬度分析。其次用萬能材料拉伸試驗機(jī)對T型焊接接頭進(jìn)行靜力學(xué)拉伸試驗。最后用MTS8

2、09電液伺服萬能試驗機(jī)對焊接接頭進(jìn)行疲勞試驗及數(shù)據(jù)分析。
　　金相試驗研究結(jié)果表明,T型焊接接頭分為母材區(qū)、熱影響區(qū)、熔合區(qū)和焊縫區(qū),顯微組織在每一個區(qū)域均不相同。從焊縫中心到焊縫邊緣組織依次為等軸晶區(qū)、等軸晶與柱狀晶過度區(qū)、柱狀晶區(qū)。顯微硬度測試結(jié)果表明T型焊接接頭各組織中焊縫硬度最低,僅有75HV,母材最高,硬度值為134.2HV。拉伸試驗結(jié)果顯示T型焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為412MPa,屈服強(qiáng)度為282.6MPa,伸長率為9.

3、0%。疲勞結(jié)果顯示,根據(jù)疲勞斷口區(qū)域形貌的變化,斷口可分為裂紋萌生區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)三大區(qū)域；在疲勞裂紋萌生階段,微裂紋均起源于焊趾部位,說明T型焊接接頭的焊趾部位是整個接頭最薄弱部位；在疲勞裂紋擴(kuò)展階段,主裂紋由多個微小裂紋合并而成,并且在主裂紋的擴(kuò)展路徑上,次裂紋受到了屏蔽抑制的作用,而裂紋尖端產(chǎn)生位錯的作用以及晶界、晶粒取向的不同,使得尖端塑性區(qū)對裂紋擴(kuò)展的路徑有很大的影響,并且會使裂紋偏折。裂紋擴(kuò)展區(qū)有大量疲勞輝紋、臺階、犁