Page 48 - 理化检验-物理分册2022年第二期

范 聪,等: 铝合金中厚板焊接接头显微组织及其疲劳损伤

图 3 焊缝中心、 熔合区显微组织形貌和等轴晶形成过程示意
图 4 为焊接热影响区及母材的微 观形貌。由 镁、 锌元素 在 铝 基 固 溶 体 的 一 定 结 晶 面 上 偏 聚 并

图 4a ) 可知, 靠 近 焊 缝 部 位 的 固 溶 区 组 织 的 晶 粒 有序化, 从 而 形 成 固 溶 区。软 化 区 内 晶 粒 尺 寸 粗

尺寸细小, 约为 45 μ m 。在焊接热源作用下, 位于 大, 约为 75 μ m 。图 4c ) 为 接 头 母 材 的 显 微 组 织,
焊缝的热影响区内的镁、 锌元素固溶到铝基体中, 母材 组 织 为 细 长 的 轧 制 态 晶 粒, 沿 着 轧 制 方 向
并在随后 的 快 速 冷 却 过 程 中 形 成 过 饱 和 固 溶 体, 伸长。

图 4 焊接热影响区及母材的微观形貌
2.2 7N01 铝合金 MIG 焊接接头拉伸性能分析 正应力的作用下逐渐长大。在随后的拉伸过程中,
焊接接头、 热影响区和母材的拉伸试验结果如 显微孔洞受到横向的剪切应力并发生滑移, 相邻孔
图 5 所示。由图 5 可知, 焊接接头的抗拉强度远低 洞之间的基体横截面积不断缩小, 出现颈缩现象, 最
于 母 材 的 抗 拉 强 度, 焊 接 接 头 的 抗 拉 强 度 为 后断开使得孔洞相连。当越来越多的孔洞彼此相连
[ 16 ]
259MPa , 屈服强度为 137 MPa , 延伸率为 11.4% , 后, 试样便发生断裂 。在图 6 中还可以观察到一
接头塑性较好。 些二次裂纹, 这些二次裂纹的萌生位置集中在断口
的解理台阶处, 由于拉应力的大部分能量都提供给
主裂纹扩展, 因此这些二次裂纹在萌生之后没有扩
展。由图 6 可知, 接头断口分布着大量的韧窝, 其中
还掺杂着部分解理台阶和二次裂纹, 解理台阶为脆
性断裂的典型特征 [ 16 ] , 由此可以判断 7N01 铝合金
MIG 焊接接头的拉伸断裂形式为韧窝为主的韧性
断裂和兼有少量脆性断裂的韧脆混合形式。

图 5 焊接接头、 热影响区和母材的拉伸试验结果
图 6 为焊接接头拉伸断口微观形貌, 从图中可
以观察到大量形状较为规则, 形貌差别不大的韧窝,

这些韧窝的尺寸约为 10 μ m , 为标准的等轴韧窝。
焊接接头在拉伸正应力下, 试样总变形与局部区域
变形的不一致使材料内部分离形成显微孔洞, 并在 图 6 焊接接头拉伸断口微观形貌
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