Page 49 - 理化检验-物理分册2022年第二期
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范 聪,等: 铝合金中厚板焊接接头显微组织及其疲劳损伤
2.3 7N01 铝合金 MIG 焊接接头疲劳性能分析
图 7 为焊接接头疲劳试验断裂截面宏观形貌。
由图 7 可知, 裂纹位于焊缝区域, 说明焊缝为接头的
最薄弱处, 这与硬度试验结果相符。疲劳寿命 N 与
应力幅S 之间的联系, 可用式( 1 ) 来表达。
k
N · S =C ( 1 )
式中: C 为第一次循环时材料的疲劳强度因子; k 为
疲劳强度因子。
对式( 1 ) 两边取对数, 可以得到 图 7 焊接接头疲劳试验断裂截面宏观形貌
l g N = kl g S +l g C ( 2 ) 曲线对应的拟合公式分别如式( 3 ) 和式( 4 ) 所示。
根据得到的疲劳试验数据, 利用 ORIGIN 软件对 l g N =- 0.0191l g S +l g 155.1 ( 3 )
疲 劳试验数据进行拟合, 拟合曲线如图 8 所示, 所得 l g N =- 0.0641l g S +l g 105.4 ( 4 )
图 8 母材和焊接接头的应力幅 - 疲劳寿命拟合曲线
由图 8 可知, 随着应力幅的降低, 7N01 铝合金 图9为7N01 铝合金焊接接头疲劳断口的微观
母材及焊接接头的疲 劳 寿 命 明 显 增 加。母 材 的 k 形貌。由图9a ) 可知, 接头裂纹源区无明显导致裂纹
值小于焊接接头的, 这说明随着应力幅的增加, 焊接 萌生的缺陷, 根据其放射性条纹可以推断, 疲劳裂纹
接头疲劳寿命下降得更快。 萌生于表面处, 并向内部扩展。在试样断口表面有很
图 9 7N01 铝合金焊接接头疲劳断口微观形貌
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