金属焊接接头疲劳寿命延长技术综述

疲劳断裂是金属构件在循环或交变载荷作用下长期服役过程中的主要失效形式。焊接是重要的金属成型方法,焊接接头是同种金属或异种金属连接的部位,是焊接金属构件上组织结构和力学性能的渐变区。由于金属构件服役的环境越来越苛刻,长期在循环或交变载荷作用下服役时,焊接接头的疲劳问题也越来越突出。因此,如何延长金属构件焊接接头疲劳寿命已经成为广泛关注的重要科学问题。由于金属焊接工艺复杂,含有焊接接头的金属构件疲劳寿命受多种因素影响。本文首先总结了影响焊缝疲劳寿命的关键因素,包括组织变化、焊接缺陷、应力集中、残余应力等。由于焊接接头存在组织演变、几何结构变化以及焊接缺陷等问题,焊接接头疲劳性能通常较基体大幅下降。随后综述了多种焊缝疲劳延寿技术,如焊缝打磨技术、锤击技术、TIG熔修技术、高频机械冲击技术、低相变温度焊接材料技术等。根据焊缝疲劳延寿技术特征,大致分为焊缝形状修饰法、焊缝残余应力法和低相变温度材料法三类。

焊后固溶时效处理对6082-T6铝合金焊接接头组织和性能的影响

试验研究了固溶时效处理对高速列车车体用6082-T6铝合金板材整体焊接接头组织和力学性能的影响机制。采用熔化极惰性气体保护焊(MIG)和ER6063铝合金焊丝对6082-T6铝合金板材进行焊接,采用金相显微镜、透射电镜观察焊接接头微观组织,采用拉伸机和硬度计测试焊接接头拉伸性能和显微硬度。试验结果表明,原始焊接接头抗拉强度约195 MPa;经固溶时效热处理后,母材和焊缝中析出纳米级强化相,焊接接头的整体力学性能得到改善,热影响区与母材显微硬度提升至122 HV,焊缝显微硬度提升至89 HV,焊接接头的抗拉强度高达320 MPa。在焊丝填充材料中引入Mg元素,在焊接接头整体固溶时效处理过程中与Si元素结合形成Mg_(2)Si强化相,显著改善了焊接接头的力学性能,实现了焊接接头的强韧化。