AA5182铝合金胶接接头动态剪切性能研究

发布时间：2022-01-05 16:17

　　采用胶接技术对AA5182铝合金进行了连接,并通过准静态与高速剪切测试对轻量化材料AA5182铝合金单搭接胶接接头的准静态剪切性能和高速剪切性能进行了对比与分析。通过光学显微镜对不同剪切速度下的接头失效模式进行了观测与分析,并对被粘接材料的塑性变形量进行了对比。结果表明,对于AA5182铝合金胶接接头,其高速剪切强度高于准静态剪切强度。加载速度对接头失效模式和被粘接材料的塑性变形量也有一定的影响。与准静态剪切试验相比,在高速剪切试验中,由于接头的失效载荷更大,AA5182铝合金胶接接头失效时的位移和铝合金板的伸长量也更大。 

【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(10)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

胶接接头几何尺寸

首先，将被粘接区域用砂纸进行打磨，去除铝合金板件表层的油污和氧化物，保证表面质量以便于粘接。其次，用丙酮进行清洗去脂，划定涂胶区域，并将胶粘剂均匀地涂抹在两块板件的粘接区域。最后，将两块板件搭接在一起，并用夹具将其固定，刮去多余溢出的胶粘剂之后，将接头放置于加热箱中，以170℃的恒温加热固化30 min。完成固化后的胶接接头如图2所示，接头的整体尺寸约为25 mm×187.5 mm。1.3 试验方法

图3所示为AA5182铝合金胶接接头在准静态剪切与高速剪切条件下的载荷-位移曲线，可以看出两种载荷下剪切强度存在一定的差异。准静态剪切时，接头的失效载荷明显低于高速剪切状态，约50%左右。而且，准静态剪切下胶接结构的失效位移较小，而在高速剪切试验中，胶接结构的失效位移更大，胶接板件在长度方向上的变形量也更大。除此之外，准静态剪切的载荷-位移曲线较为平滑，而高速剪切试验中的载荷-位移曲线出现了较为明显的波动。原因是由于在高速剪切试验中，失效过程非常短，接头在短时间内的渐进失效和分阶段失效导致了曲线出现波动[14]，在高速剪切过程中，接头最终失效前会由于冲击发生局部失效并且导致接头的刚度在短时间内突然降低，从而出现拉伸载荷短暂下降的现象。而在准静态剪切试验中，由于失效时间较长，在接头断裂前微裂纹有充分的时间扩展，接头没有明显的分阶段失效的现象，载荷上升较为平缓。图4所示为胶接接头在不同剪切加载速度下的剪切强度对比图，当加载速度从2 mm·min-1提升至6×105mm·min-1时，接头剪切强度相较于准静态有了很大的提升，平均剪切强度从16.3 MPa增加至25.1 MPa，满足工业应用的需求。

【参考文献】：
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本文编号：3570671