搭接非熔透激光焊接不銹鋼車體板材疲勞性能研究.pdf

1、301L冷軋系列不銹鋼板材是制造不銹鋼軌道客車的主材，冷軋硬化的特性決定了板材更適合于低熱量輸入的焊接方式。目前車體的主要焊接方式是點(diǎn)焊，但是點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)的氣密性較差，不利于利用在高速客車上。激光焊接的出現(xiàn)，不僅能夠滿足板材焊接方式低熱量輸入的要求，而且是能夠解決點(diǎn)焊方式氣密性差的缺陷，具有更廣泛的應(yīng)用。
　　本論文以三種強(qiáng)度的301L冷軋系列板材搭接未熔透激光焊接接頭為研究對(duì)象，對(duì)試件進(jìn)行了靜拉伸試驗(yàn)與疲勞試驗(yàn)。靜拉伸試驗(yàn)主要是為疲

2、勞試驗(yàn)提供加載參考，論文重點(diǎn)在于對(duì)激光焊接接頭的疲勞性能研究。對(duì)疲勞試驗(yàn)進(jìn)行壽命分析，研究不同搭接組合試件的疲勞載荷與疲勞壽命之間的關(guān)系，并對(duì)比研究疲勞性能較優(yōu)的焊接板材類別，測(cè)定中值S-N曲線。從多個(gè)角度分析對(duì)比各板材搭接焊接疲勞性能，分析了疲勞斷裂模式、疲勞斷口微觀形貌，從疲勞起裂區(qū)域、擴(kuò)展路徑等方面結(jié)合試件表現(xiàn)出的疲勞性能，對(duì)不同板材組合的試件進(jìn)行研究比較;利用有限元仿真，對(duì)試件的應(yīng)力集中、熔深對(duì)應(yīng)力分布的影響等方面來(lái)預(yù)測(cè)斷裂位置

3、，及焊縫熔深等焊接接頭幾何參數(shù)對(duì)疲勞性能的影響。
　　試驗(yàn)和研究表明:針對(duì)試驗(yàn)所用三種301L冷軋系列板材進(jìn)行搭接激光焊焊接，強(qiáng)度越高的板材，其焊接接頭疲勞性能相對(duì)越優(yōu)越，并且疲勞壽命越出載荷也相對(duì)較高;焊接試件疲勞壽命主要由裂紋萌生壽命及裂紋擴(kuò)展壽命組成，斷口分析得知，對(duì)于高壽命焊接試件，裂紋萌生壽命要占到90％以上，板材強(qiáng)度對(duì)焊縫的抗疲勞性能有較大影響;試件斷裂位置均在外板靠近焊縫邊緣處，特殊的結(jié)構(gòu)位置，導(dǎo)致該處嚴(yán)重應(yīng)力集中，