论文部分内容阅读
随着镁合金应用的日益广泛,其焊接接头的性能也得到人们的重视。与铸造镁合金相比,变形镁合金材料更具发展前途和潜力。由于变形镁合金密度小、刚性好、强韧性好且能够有效减轻重量,大量应用于航空航天、汽车行业、电子产品等领域。变形镁合金作为承载的结构件使用,必然面临着连结问题,而焊接将是一种优选的连结方法。这就需要对焊接接头的性能进行评定,尤其是在航空航天领域,对变形镁合金焊接接头的疲劳性能有着更高的要求。因而对其疲劳性能的研究和认识既是重要的,也是必须的。疲劳裂纹扩展速率是零件设计和使用的重要参考指标,疲劳裂纹扩展速率试验也是揭示材料破坏机理的有效方法。
本文研究了变形镁合金AZ31B母材和激光-TIG复合热源焊接接头的应力疲劳性能,并对变形镁合金AZ31B母材和激光-TIG复合热源焊接接头的疲劳裂纹扩展速率进行研究。借助扫描电镜及金相分析技术对不同条件下试样的疲劳断口和组织形貌进行分析,研究焊接对AZ31B疲劳性能的影响和在不同的循环下焊缝和AZ31B母材的疲劳裂纹扩展规律。为AZ31B焊接结构件的实际应用提供试验依据和工程设计参数。
研究结果表明:AZ31B焊接接头的力学性能和疲劳性能由于焊接过程导致的晶粒长大而降低不如AZ31B母材的性能好。在相同的应力比条件下,AZ31B焊接接头的疲劳裂纹扩展速率要高于AZ31B母材的疲劳裂纹扩展速率。AZ31B母材较好的延伸性和较低的屈服强度减低了疲劳裂纹的扩展速率。同一种材料随着应力比增大,疲劳裂纹的扩展速率增大,而且在低应力比时,疲劳裂纹萌生所需要的时间比高应力比状态下要长。断口和金相分析表明,相同应力比下AZ31B焊接接头断面比AZ31B母材断面的韧窝要多而且深。随着应力比R的变大和裂纹长度的增加断口上的韧窝也增多。