随着科技的进步、社会意识的提高,节能减排越来越引起大家的重视。作为节能领域的重要代表,铝合金等轻量化材料越来越引起人们的广泛关注。7075铝合金是一种典型的Al-Zn-Mg合金,广泛用于航空航天、高速列车结构件。激光-电弧复合焊是铝合金焊接近几年来热门的探索点,这种焊接方法吸收了激光和电弧焊接两方面的优点,既有激光的高能量密度的同时又存在电弧的高热输入量。此外,通过二者的相互作用,来改善激光能量的耦合特性和电弧的稳定性,以获得一种综合的效果。本文对2mm厚的7076-T6铝合金进行激光-电弧复合焊接,对焊接接头微观组织、显微硬度、拉伸性能、疲劳性能进行了研究,然后着重分析了焊接接头疲劳裂纹萌生及扩展机理,具有一定的理论和实际意义。焊缝中心金属主要由ER5356填充材料熔化而成,形成了粗大的等轴状铸态组织。焊缝边缘散热充分,冷却速度快,熔化的金属在壁上直接形核长大,从而在焊缝边缘形成了沿散热方向排列的柱状晶,沿等温线垂直分布直到延伸到焊缝中心部。受焊接热循环影响,热影响区依次发生固溶和过时效。固溶区的晶粒在热循环作用下长大,部分强化相粒子溶解,分布不均;过时效区强化相溶解不充分,未溶的强化相也因焊接热过程的影响而聚集长大。焊接接头的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为355MPa、240MPa、2.35%。焊缝是整个焊接接头的最薄弱区域。断口特征呈现脆性断裂和韧性断裂的混合断裂。焊接接头的疲劳极限为100MPa。试样经历多次低应力高循环疲劳后,多个滑移系发生交替运动,在表面会形成侵入和挤出,造成表面的粗糙不平。焊接接头疲劳裂纹的萌生主要是由焊接气孔引起的。疲劳加载情况下,气孔周围分别受到径向正应力、环向正应力、环向切应力三种作用力。在垂直于应力方向的圆孔边界处,环向正应力是所加载应力的3倍,因此,裂纹更倾向于在此处萌生。疲劳裂纹主要以穿晶方式扩展,且不是一条直线而是呈现蛇形状分布,这是撕裂和剪切的共同作用,并以撕裂为主,是Ⅰ型和Ⅱ型混合加载的结果。裂纹的向前扩展是由裂纹尖端的钝化引起的。在拉伸应力的作用下,裂纹尖端发生塑性钝化使裂纹向前扩展一段距离,在随后的反向应力作用下会重新锐化,并在随后的过程中再次钝化。裂纹尖端由于受到高应力作用会使材料发生局部屈服而产生一定尺寸的塑性区。