發(fā)布時間：2020-04-24 03:48

【摘要】：采用掃描電鏡,透射電鏡,拉伸試驗及疲勞試驗分析兩種6005A鋁合金焊接接頭的組織及疲勞性能,揭示影響6005A鋁合金焊接接頭疲勞裂紋形成的主要原因.結(jié)果表明,適量銅能顯著提升商用6005A鋁合金拉伸性能與疲勞性能,其抗拉強度、斷后伸長率和高周疲勞強度分別為220 MPa,12%和106 MPa.6005A鋁合金焊接區(qū)域疲勞失效源于受焊接熱輸入影響的沉淀相Mg2Si粗化長大,適量銅能穩(wěn)定熱影響區(qū)相成分,改善遠離焊縫的軟化區(qū)間強化相Mg2Si在結(jié)晶面上偏聚,提高接頭區(qū)域的疲勞性能.
【圖文】：

96焊接學報第38卷焊接后沿垂直于焊縫方向截取拉伸試樣，拉伸試樣尺寸見圖1．在WEW-1000B型萬能材料試驗機上測試試樣的拉伸性能，拉伸速度為1mm/min．圖1板材拉伸試樣尺寸(mm)Fig.1Dimensionsoftensilespecimens文中使用日本島津CONＲOLLEＲ4890-100kN電液伺服疲勞試驗機，疲勞試樣沿垂直于焊縫方向切取，設(shè)循環(huán)應(yīng)力比r=0．1，加載頻率f=30Hz．分別對6005A合金基體及其MIG焊接試樣進行靜載和動載為12．8kN(285MPa)～3．5kN(85MPa)范圍的拉伸疲勞試驗，圖2為疲勞試驗試樣示意圖．并利用SSX-550掃描電鏡和JEM-2000FX透射鏡進行微觀組織分析．圖2拉伸疲勞試樣尺寸(mm)Fig.2Dimensionsoffatiguespecimens2分析與討論2．1焊接接頭拉伸曲線圖3所示為兩種6005A鋁合金薄板焊接接頭在室溫下拉伸性能曲線．從圖3可以看出，代表焊后6005A鋁合金的拉伸曲線在塑性變形階段有很明顯鋸齒波浪特征．這主要是由于在焊接過程中6005A鋁合金中強化相Mg2Si及雜質(zhì)相β(A1MnFeSi)因焊接熱影響而偏聚引起位錯“釘扎”作用，提高了位錯運動的抗力，一旦開始運動抗力減小，而塑變過程中有不同的滑移系交替進行滑移，結(jié)果會造成可動位錯的反復(fù)“脫釘”與“被釘扎”導致焊縫區(qū)域流變應(yīng)力的反復(fù)跌漲，反映在拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線上即出現(xiàn)大量的鋸齒線段．在T6狀態(tài)下，商用6005A鋁合金抗拉強度(Ｒm)為285MPa，斷后伸長率為11%，焊后鋁合金的抗拉強度(σb)為200MPa左右，斷后伸長率(δ)維持在8%～11%之間，延伸率與母材指標相當．添加微量Cu后形成設(shè)計的6005A鋁合金焊接接頭的抗拉強度和斷后伸長率分別提升了20MPa和1%～2%．其原因在于含量0．40%Cu在焊接區(qū)域主要以Cu2Mg8Si6Al5相存在，其本身具有一定的自然時效能力．一旦

96焊接學報第38卷焊接后沿垂直于焊縫方向截取拉伸試樣，，拉伸試樣尺寸見圖1．在WEW-1000B型萬能材料試驗機上測試試樣的拉伸性能，拉伸速度為1mm/min．圖1板材拉伸試樣尺寸(mm)Fig.1Dimensionsoftensilespecimens文中使用日本島津CONＲOLLEＲ4890-100kN電液伺服疲勞試驗機，疲勞試樣沿垂直于焊縫方向切取，設(shè)循環(huán)應(yīng)力比r=0．1，加載頻率f=30Hz．分別對6005A合金基體及其MIG焊接試樣進行靜載和動載為12．8kN(285MPa)～3．5kN(85MPa)范圍的拉伸疲勞試驗，圖2為疲勞試驗試樣示意圖．并利用SSX-550掃描電鏡和JEM-2000FX透射鏡進行微觀組織分析．圖2拉伸疲勞試樣尺寸(mm)Fig.2Dimensionsoffatiguespecimens2分析與討論2．1焊接接頭拉伸曲線圖3所示為兩種6005A鋁合金薄板焊接接頭在室溫下拉伸性能曲線．從圖3可以看出，代表焊后6005A鋁合金的拉伸曲線在塑性變形階段有很明顯鋸齒波浪特征．這主要是由于在焊接過程中6005A鋁合金中強化相Mg2Si及雜質(zhì)相β(A1MnFeSi)因焊接熱影響而偏聚引起位錯“釘扎”作用，提高了位錯運動的抗力，一旦開始運動抗力減小，而塑變過程中有不同的滑移系交替進行滑移，結(jié)果會造成可動位錯的反復(fù)“脫釘”與“被釘扎”導致焊縫區(qū)域流變應(yīng)力的反復(fù)跌漲，反映在拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線上即出現(xiàn)大量的鋸齒線段．在T6狀態(tài)下，商用6005A鋁合金抗拉強度(Ｒm)為285MPa，斷后伸長率為11%，焊后鋁合金的抗拉強度(σb)為200MPa左右，斷后伸長率(δ)維持在8%～11%之間，延伸率與母材指標相當．添加微量Cu后形成設(shè)計的6005A鋁合金焊接接頭的抗拉強度和斷后伸長率分別提升了20MPa和1%～2%．其原因在于含量0．40%Cu在焊接區(qū)域主要以Cu2Mg8Si6Al5相存在，其本身具有一定的自然時效能力．一旦

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本文編號：2638490