2219-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能
【图文】：
涟枘Σ梁甘匝猞牡ブ崞＠?试验的研究，分析接头的疲劳断裂位置处材料的宏微观特征，揭示接头疲劳薄弱区域裂纹萌生和扩展机理，并通过数值模拟进一步得到局部薄弱区域应力应变数值．1疲劳试验1.1疲劳试样试验材料为铝－铜系热处理强化铝合金2219-T6，试样板厚为6mm，焊接方式为搅拌摩擦焊，搅拌工具参数为:搅拌针直径为6mm，轴肩直径为18mm，搅拌针长度为5.7mm．试样焊接参数为:搅拌头转速800r/min，焊接速度150mm/min．沿垂直于焊缝方向截取疲劳试样，焊缝位于疲劳试样中心且垂直于疲劳载荷方向，疲劳试样尺寸见图1．其母材及焊接件整体力学性能如表1所示．图1疲劳试样形状及尺寸Fig．1Shapeandsizeoftestspecimensforfatigue表12219-T6铝合金力学性能Table1Mechanicalpropertiesof2219-T6项目抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率母材［9］4242840.16接头3241820.091.2疲劳加载疲劳试验在MTS858台式电液伺服疲劳试验机上完成．试验加载频率均为10Hz，载荷类型为拉－压型，应力比为－0.3，接头最大应力范围为199～260MPa．试样疲劳寿命为从循环加载至断裂，疲劳寿命曲线如图2所示，，疲劳寿命随载荷的增大逐渐降低．图2最大循环应力－寿命曲线Fig．2Maximumcyclestressesversusnumberofcycles2疲劳结果分析2.1断裂位置的统计试验对21个试样进行断裂后金相观察，统计了疲劳源萌生位置．结果发现:有8个断在焊核区，6个断在焊核区与热机交界处，4个断在热机区，3个断在低硬度热影响区．为研究疲劳裂纹萌生在接头不同区域的机理，本文对焊接接头各区域进行了硬度分析及微观组织结构分析．2.2显微硬度分布基于接头金相组织及硬度分布，将接头分为母材区(BM)、焊核区(NZ)、前进侧(AS)热机区(TMAZ)、前进侧高硬度?
匝馇行那?垂直于疲劳载荷方向，疲劳试样尺寸见图1．其母材及焊接件整体力学性能如表1所示．图1疲劳试样形状及尺寸Fig．1Shapeandsizeoftestspecimensforfatigue表12219-T6铝合金力学性能Table1Mechanicalpropertiesof2219-T6项目抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率母材［9］4242840.16接头3241820.091.2疲劳加载疲劳试验在MTS858台式电液伺服疲劳试验机上完成．试验加载频率均为10Hz，载荷类型为拉－压型，应力比为－0.3，接头最大应力范围为199～260MPa．试样疲劳寿命为从循环加载至断裂，疲劳寿命曲线如图2所示，疲劳寿命随载荷的增大逐渐降低．图2最大循环应力－寿命曲线Fig．2Maximumcyclestressesversusnumberofcycles2疲劳结果分析2.1断裂位置的统计试验对21个试样进行断裂后金相观察，统计了疲劳源萌生位置．结果发现:有8个断在焊核区，6个断在焊核区与热机交界处，4个断在热机区，3个断在低硬度热影响区．为研究疲劳裂纹萌生在接头不同区域的机理，本文对焊接接头各区域进行了硬度分析及微观组织结构分析．2.2显微硬度分布基于接头金相组织及硬度分布，将接头分为母材区(BM)、焊核区(NZ)、前进侧(AS)热机区(TMAZ)、前进侧高硬度热影响区(HHAZ)、前进侧低硬度热影响区(LHAZ)、后退侧(ＲS)热机区、后退侧高硬度热影响区、后退侧低硬度热影响区．接头处的硬度分布如图3所示，采用维氏硬度测量方法，仪器为HX-1000TM型显微硬度计．接头正面热机影响区硬度明显偏低，背面焊核区硬度最低．上下面硬度分布不尽相同．一般认为，材料硬度和抗拉强度、屈服强度有正比关系，即硬度越低，材料力学性能越差［10］．据此结论推断，焊核区和正面的热机影响区为性能薄弱区域，但由于焊核区其再结晶晶粒非常细?
【参考文献】
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【共引文献】
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