攪拌摩擦焊接的疲勞強(qiáng)度

　　與TIG和MIG等熔焊方法相比較，鋁合金的攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞性能具有明顯的優(yōu)勢。其原因有二:

　　(1)、因?yàn)閿嚢枘Σ梁傅暮缚p材料經(jīng)過攪拌頭的摩擦、擠壓、頂鍛得到的是精細(xì)的等軸晶組織;

　　(2)、由于焊接過程是在低于材料熔點(diǎn)溫度條件下完成，焊縫組織中沒有熔焊經(jīng)常出現(xiàn)的凝固偏析和凝固過程中產(chǎn)生的缺陷。

　　攪拌摩擦焊焊接接頭綜合性能優(yōu)良。對于不同材料的鋁合金如A12014-T6、A12219、A15083-O、A17075等的攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞性能研究表明，鋁合金材料的攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞性能均優(yōu)于熔焊接頭，其中A15083-O鋁合金的攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞性能完全可以達(dá)到與母材相同的水平。系列疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明，鋁合金的疲勞性能指標(biāo)遠(yuǎn)超過工業(yè)設(shè)計(jì)熔焊標(biāo)準(zhǔn)。

　　Kluken等人在懸臂拉伸的疲勞試驗(yàn)(應(yīng)力比為0.5)中得到了與6005-T4母材幾乎相同的S-N曲線圖。攪拌摩擦焊焊接接頭的疲勞破壞處于焊縫上表面位置，而熔化焊焊接接頭的疲勞破壞則處于焊縫根部。圖2-29顯示出了板厚為40mm的6No1-T5鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭，應(yīng)力比為0.1的疲勞性能試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明，107次疲勞壽命達(dá)到母材的70%，即50MPa，此值為激光焊、MIG焊的2倍。

圖2-296No1-T5鋁合金各種焊接方法的疲勞強(qiáng)度

　　為了確定6No1S-T5的鋁甲板構(gòu)造物的疲勞強(qiáng)度，疲勞試件進(jìn)行了比較大的改造，進(jìn)行了箱型梁疲勞試驗(yàn)。試件為寬200mm、腹板高250mm的異型箱型斷面，長2m。

　　圖2-30給出了這一試件的疲勞試驗(yàn)結(jié)果。在106次以上疲勞強(qiáng)度降低。但大于歐洲標(biāo)準(zhǔn)Eurocod9的疲勞強(qiáng)度極限的一倍以上。同一研究者做的20mm寬的小型試件的結(jié)果，在圖中用點(diǎn)線標(biāo)出的曲線，顯示出同樣的疲勞強(qiáng)度降低的現(xiàn)象。與大型試件相比較，下降的程度小。梁翼板由于受拉伸載荷作用，其攪拌摩擦焊焊縫產(chǎn)生疲勞龜裂。

圖2-306No1S-T5的鋁甲板構(gòu)造物的疲勞強(qiáng)度圖