搅拌摩擦搭接焊焊接件的疲劳寿命和断裂模式研究

搅拌摩擦搭接焊焊接件的疲劳寿命和断裂模式研究

主要介绍利用搅拌摩擦搭接焊（FSLW）将AA6022铝合金与AM60B镁合金进行焊接，对焊接件进行搭接剪切试验和疲劳寿命试验，分析研究焊接件的力学性能、疲劳寿命和损伤机理。在疲劳寿命试验中，FSLW试样具有较大的变形，而在搭接剪切试验中具有较窄的散射。这种散射是由于焊接异种金属的不同冶金性质（如空隙和脆性金属间化合物）产生的。

在搭接剪切试验中，观察到试样有以下两种不同的失效模式。①主要疲劳裂纹在弯曲裂纹形成中传播到镁板或铝板时发生断裂。此外，在该断裂模式的裂纹起始位置处观察到一些氧化物碎屑，说明这种模式的裂纹是由微动疲劳引起的。一般在最大疲劳负荷为2000N以下测试时，焊接件的焊缝会出现这种断裂模式。②试样的焊接界面分离产生断裂。对该断裂模式进行分析表明，疲劳裂纹在焊接缺陷处产生，通过焊接期间形成的脆性金属间传播。在疲劳负荷高于2000N进行试验时，界面分离失效是主要的断裂模式，说明在较高负荷下焊缝的结构完整性几乎不受焊缝几何特征的影响。因此，焊点熔核中的金属间化合物是造成界面断裂的主要原因。试验结果表明，焊接时材料混合不充分会在焊点熔核中形成微空隙和金属间化合物，易使焊接件断裂或者影响焊接接头的准静态承载能力，降低焊接件的力学性能和疲劳寿命。

刊名：International Journal of Fatigue（英）

刊期：2016年第82期

作者：H.M.Rao et al

编译：朱会