【摘 要】
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铝合金焊接结构广泛应用于轨道列车、航空航天、机械制造、船舶以及汽车等领域,而且在服役过程中往往承受交变载荷作用易造成疲劳损伤。经实践证明,铝合金焊接结构疲劳失效部位绝大多数发生在焊接接头处,这严重制约铝合金高强性能的发挥,因此改善铝合金焊接接头抗疲劳性能,提高焊接接头质量,具有重要科学意义和工程实用价值。为改善目前铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展性能低的问题,本论文以6061-T6铝合金焊接接头为研究对
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铝合金焊接结构广泛应用于轨道列车、航空航天、机械制造、船舶以及汽车等领域,而且在服役过程中往往承受交变载荷作用易造成疲劳损伤。经实践证明,铝合金焊接结构疲劳失效部位绝大多数发生在焊接接头处,这严重制约铝合金高强性能的发挥,因此改善铝合金焊接接头抗疲劳性能,提高焊接接头质量,具有重要科学意义和工程实用价值。为改善目前铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展性能低的问题,本论文以6061-T6铝合金焊接接头为研究对象开展系列试验,主要研究内容及成果如下:(1)采用常规钨极惰性气体保护焊接(TIG)工艺对铝合金板进行焊接,对得到的铝合金焊接接头进行疲劳及力学性能试验,深入分析常规铝合金焊接接头试样疲劳裂纹扩展特性、拉伸特性、金相组织特性以及硬度特性。(2)提出一种新式钨极惰性气体保护焊接工艺,即在焊接过程中,填充焊丝金属之前,在母材金属的待焊表面敷上一层焊丝金属(本论文中称这一工艺为打底),然后再对焊缝进行填充,以此在焊接接头中引入微孔,得到一种新式焊接接头。对新式铝合金焊接接头进行疲劳及力学性能试验,试验结果表明:在最大载荷4.7k N下,与母材试样相比较,新式铝合金焊接接头试样疲劳裂纹扩展寿命提高115%;与常规铝合金焊接接头试样相比较,新式铝合金焊接接头试样疲劳裂纹扩展寿命提高89%。(3)与常规铝合金焊接接头试样相比较,深入分析新式铝合金焊接接头试样疲劳裂纹扩展特性、拉伸特性、金相组织特性以及硬度特性,阐述新式铝合金焊接接头微孔延寿机理。(4)采用不同种类焊丝对新式钨极惰性气体保护焊接工艺进行可靠性试验,验证新式铝合金焊接接头微孔存在的稳定性。
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