攪拌摩擦焊接的疲勞強(qiáng)度
發(fā)布日期:2012-11-01 蘭生客服中心 瀏覽:5098
與TIG和MIG等熔焊方法相比較,鋁合金的攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞性能具有明顯的優(yōu)勢(shì)。其原因有二:
(1)、因?yàn)閿嚢枘Σ梁傅暮缚p材料經(jīng)過攪拌頭的摩擦、擠壓、頂鍛得到的是精細(xì)的等軸晶組織;
(2)、由于焊接過程是在低于材料熔點(diǎn)溫度條件下完成,焊縫組織中沒有熔焊經(jīng)常出現(xiàn)的凝固偏析和凝固過程中產(chǎn)生的缺陷。
攪拌摩擦焊焊接接頭綜合性能優(yōu)良。對(duì)于不同材料的鋁合金如A12014-T6、A12219、A15083-O、A17075等的攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞性能研究表明,鋁合金材料的攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞性能均優(yōu)于熔焊接頭,其中A15083-O鋁合金的攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞性能完全可以達(dá)到與母材相同的水平。系列疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明,鋁合金的疲勞性能指標(biāo)遠(yuǎn)超過工業(yè)設(shè)計(jì)熔焊標(biāo)準(zhǔn)。
Kluken等人在懸臂拉伸的疲勞試驗(yàn)(應(yīng)力比為0.5)中得到了與6005-T4母材幾乎相同的S-N曲線圖。攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞破壞處于焊縫上表面位置,而熔化焊焊接接頭的疲勞破壞則處于焊縫根部。圖2-29顯示出了板厚為40mm的6No1-T5鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭,應(yīng)力比為0.1的疲勞性能試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明,107次疲勞壽命達(dá)到母材的70%,即50MPa,此值為激光焊、MIG焊的2倍。
圖2-296No1-T5鋁合金各種焊接方法的疲勞強(qiáng)度
為了確定6No1S-T5的鋁甲板構(gòu)造物的疲勞強(qiáng)度,疲勞試件進(jìn)行了比較大的改造,進(jìn)行了箱型梁疲勞試驗(yàn)。試件為寬200mm、腹板高250mm的異型箱型斷面,長(zhǎng)2m。
圖2-30給出了這一試件的疲勞試驗(yàn)結(jié)果。在106次以上疲勞強(qiáng)度降低。但大于歐洲標(biāo)準(zhǔn)Eurocod9的疲勞強(qiáng)度極限的一倍以上。同一研究者做的20mm寬的小型試件的結(jié)果,在圖中用點(diǎn)線標(biāo)出的曲線,顯示出同樣的疲勞強(qiáng)度降低的現(xiàn)象。與大型試件相比較,下降的程度小。梁翼板由于受拉伸載荷作用,其攪拌摩擦焊焊縫產(chǎn)生疲勞龜裂。
圖2-306No1S-T5的鋁甲板構(gòu)造物的疲勞強(qiáng)度圖
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