采用成組法和升降法,對板厚0.8 mm的SUS301L-DLT與板厚2 mm的EN1.4318+2G軌道車輛用不銹鋼激光搭接焊接頭分別在室溫空氣環(huán)境、-40℃低溫空氣環(huán)境和3.5%NaCl水溶液環(huán)境中進行剪切拉伸疲勞試驗,繪制S-N曲線并進行斷口形貌分析。試驗結果表明:在循環(huán)壽命為1×10⁷條件下,與空氣環(huán)境相比,-40℃低溫環(huán)境下不銹鋼激光搭接焊接頭的剪切拉伸疲勞強度提高57.8%,而在3.5%NaCl水溶液中接頭疲勞強度降低25.5%。激光焊接頭的疲勞裂紋均起始于搭接下板內側靠近焊縫應力集中處,沿下板厚度方向擴展直至斷裂,其中在瞬時斷裂區(qū)存在大量韌窩,呈韌性斷裂特征。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(21)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

焊接接頭升降法試驗結果

并結合升降法疲勞試驗計算得到的中值疲勞極限結果，繪制S-N曲線如圖3所示。由圖3可以看出，在S-N曲線中可將疲勞強度σ和壽命N表示的區(qū)域分為兩部分，位于S-N曲線上部為疲勞斷裂區(qū)域，下部則為不發(fā)生疲勞失效區(qū)域。疲勞S-N曲線可為焊接接頭疲勞評定和設計提供可靠的試驗依據(jù)。2.4 疲勞斷口

不銹鋼激光搭接焊接頭在-40℃低溫環(huán)境和3.5%Na Cl水溶液中的剪切拉伸疲勞斷裂位置及斷口形貌特征分別如圖4所示。有關文獻研究表明，不銹鋼激光搭接焊接頭下板內側靠近焊縫處有較嚴重的應力集中[11]，而疲勞裂紋一般起始于應力較高的位置。由圖3可以看出，在軸向剪切拉伸疲勞載荷作用下，不銹鋼激光搭接焊接接頭在-40℃低溫環(huán)境下和3.5%Na Cl腐蝕環(huán)境下的疲勞裂紋都起始于搭接下板內側靠近焊縫應力集中處，并沿下板厚度方向擴展直至斷裂。在瞬時斷裂區(qū)，均存在大量的韌窩形態(tài)，呈韌性斷裂特征。對于不銹鋼在低溫下的疲勞性能研究表明，低溫環(huán)境降低了金屬組織的層錯能，同時使得位錯運動的熱激活效應下降，阻礙了位錯的運動，導致材料疲勞強度提高[12]。另外，低溫環(huán)境降低了材料的堆垛層錯能，使得奧氏體組織的穩(wěn)定性下降，促進了馬氏體相變的產生。裂紋萌生后大量馬氏體圍繞裂紋尖端形成且吸收了裂紋尖端的應變能，并通過產生殘余壓應力抑制了裂紋的擴展，局部的硬化材料和減少裂紋張開位移，尤其在較高循環(huán)應變幅時，低溫下位錯趨于形成胞狀結構，加大了位錯間的摩擦阻力，從而使疲勞壽命和強度都有所提高[13]。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3508944