工程結(jié)構(gòu)材料焊接接頭疲勞性能的對(duì)比研究.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)，人類對(duì)新材料的要求越來(lái)越高，對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)烈，因此對(duì)于一種新材料能否滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和環(huán)境的要求成了人們普遍關(guān)心的問題。而對(duì)承受動(dòng)載荷的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，疲勞性能是必須考慮的因素之一。本文對(duì)兩種新材料的疲勞性能進(jìn)行了研究，即WELDOX960高強(qiáng)鋼和鎂合金AZ31B?；趯?duì)這兩種新材料的深入認(rèn)識(shí)，我們又對(duì)常用的Q235B、鋁合金5A06分別和WELDOX960高強(qiáng)鋼、鎂合金AZ31B的疲勞性能進(jìn)行了對(duì)比研究。

2、我們研究了Q235B的對(duì)接接頭、橫向十字接頭、縱向十字接頭和側(cè)面連接接頭等四種焊接接頭的疲勞性能，試驗(yàn)結(jié)果表明:在2×106循環(huán)次數(shù)下，對(duì)接接頭的疲勞強(qiáng)度為157.8MPa，橫向十字接頭的疲勞強(qiáng)度為164.8MPa，縱向十字接頭的疲勞強(qiáng)度為118.3MPa，側(cè)面連接接頭的疲勞強(qiáng)度為113.0MPa。四種接頭的疲勞強(qiáng)度均達(dá)到國(guó)際焊接學(xué)會(huì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。 研究了WELDOX960高強(qiáng)鋼的對(duì)接接頭、橫向十字接頭和縱向十字接頭等三種焊接接頭

3、的疲勞性能，試驗(yàn)結(jié)果表明:在2×106循環(huán)次數(shù)下，對(duì)接接頭的疲勞強(qiáng)度為182.0MPa，橫向十字接頭的疲勞強(qiáng)度為147.9MPa，縱向十字接頭的疲勞強(qiáng)度為132.4MPa。三種接頭的疲勞強(qiáng)度均達(dá)到國(guó)際焊接學(xué)會(huì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。 研究了鋁合金5A06的母材、對(duì)接接頭、橫向十字接頭、縱向十字接頭和側(cè)面連接接頭等五種試樣型式的疲勞性能，試驗(yàn)結(jié)果表明:在2×106循環(huán)次數(shù)下，母材的疲勞強(qiáng)度為99.97MPa，對(duì)接接頭的疲勞強(qiáng)度為70.96MP

4、a，橫向十字接頭的疲勞強(qiáng)度為57.48MPa，縱向十字接頭的疲勞強(qiáng)度為41.80MPa，側(cè)面連接接頭的疲勞強(qiáng)度為48.20MPa。四種焊接接頭接頭的疲勞強(qiáng)度基本達(dá)到國(guó)際焊接學(xué)會(huì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。 研究了鎂合金AZ31B的母材、對(duì)接接頭、橫向十字接頭、縱向十字接頭和側(cè)面連接接頭等五種試樣型式的疲勞性能，試驗(yàn)結(jié)果表明:在2×106循環(huán)次數(shù)下，母材的疲勞強(qiáng)度為66.72MPa，對(duì)接接頭的疲勞強(qiáng)度為39.00MPa，橫向十字接頭的疲勞強(qiáng)度為2

5、4.38 MPa，縱向十字接頭的疲勞強(qiáng)度為32.18MPa，側(cè)面連接接頭的疲勞強(qiáng)度為24.40MPa。四種焊接接頭接頭的疲勞強(qiáng)度均達(dá)不到國(guó)際焊接學(xué)會(huì)針對(duì)鋁合金焊接接頭的標(biāo)準(zhǔn)。我們分別對(duì)Q235B和WELDOX960、鋁合金5A06和鎂合金AZ31B的疲勞性能進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:WELDOX960焊接接頭的疲勞性能總體上比Q235B的疲勞性能要好，鋁合金5.A06焊接接頭的疲勞性能均比鎂合金AZ31B的疲勞性能要好。 采用掃描電

6、子顯微鏡(SEM)分別對(duì)鋁合金和鎂合金焊接接頭的疲勞斷口形貌特征進(jìn)行了觀察。結(jié)果顯示:鋁合金斷口中有明顯的疲勞輝紋，在局部區(qū)域內(nèi)有大量的韌窩和二次裂紋，也可以發(fā)現(xiàn)細(xì)小的解理臺(tái)階，說(shuō)明鋁合金焊接接頭的疲勞斷裂時(shí)一種準(zhǔn)解理機(jī)制的脆性斷裂；而鎂合金焊接接頭斷口中沒有連續(xù)、清晰的疲勞條紋，大部分區(qū)域都是由細(xì)小密集的解理臺(tái)階、扇形花樣、河流狀花樣組成，在斷口的很多地方都可以看到大小不一的二次裂紋，說(shuō)明鎂合金焊接接頭的疲勞斷裂是一種解理機(jī)制的脆性斷