【摘 要】對(duì)7003鋁合金MIG焊接接頭各微區(qū)疲勞裂紋擴(kuò)展速率進(jìn)行研究，繪制接頭微區(qū)da/dN-ΔK曲線，結(jié)果表明：焊縫疲勞裂紋擴(kuò)展速率最快，母材和熱影響區(qū)無(wú)明顯差異。

【關(guān)鍵詞】7003鋁合金；焊接接頭；疲勞裂紋擴(kuò)展速率；焊縫；熱影響區(qū)；母材

7003鋁合金因其質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、優(yōu)異的耐腐蝕性能[1]廣泛應(yīng)用于鋁合金地鐵車(chē)體焊接。車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，焊接接頭疲勞性能直接影響著列車(chē)運(yùn)行的安全可靠性。本文旨在研究7003鋁合金MIG焊接接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率。

1.試驗(yàn)材料與方法

本試驗(yàn)選用板厚為10mm的7003鋁合金板材，填充材料采用CHM-Al5356焊絲（Ф1.2mm），保護(hù)氣為99.999%Ar，焊接坡口為V型，坡口角度60°，鈍邊2mm，根部間隙為2mm，疲勞裂紋擴(kuò)展速率試樣為CT試樣，分別在焊縫、熱影響區(qū)、母材取樣。疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)參照 《GB/T6398-2000 金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法》[2]執(zhí)行。

2.試驗(yàn)結(jié)果與討論

將7003鋁合金焊接接頭各區(qū)域的a-N曲線置于同一坐標(biāo)系中進(jìn)行比較，裂紋擴(kuò)展壽命由短到長(zhǎng)分別為：焊縫、熱影響區(qū)、母材，熱影響區(qū)與母材的a-N曲線斜率差別不大，焊縫區(qū)的斜率高于其他區(qū)域（圖1）。經(jīng)過(guò)雙對(duì)數(shù)處理后的da/dN-ΔK曲線如圖2所示，總體表現(xiàn)為疲勞裂紋擴(kuò)展速率值隨應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍ΔK的增加而不斷增加，ΔK為控制疲勞裂紋擴(kuò)展宏觀規(guī)律的主要因素。焊縫金屬在空氣介質(zhì)中的疲勞裂紋擴(kuò)展速率值高于其他區(qū)域，這是因?yàn)樵谡麄€(gè)接頭中焊縫是強(qiáng)度最低的區(qū)域，同時(shí)焊接過(guò)程中難免有氣孔、夾渣等缺陷存在，這些缺陷的存在會(huì)造成應(yīng)力集中，加速疲勞裂紋擴(kuò)展，故表現(xiàn)為在空氣中焊縫區(qū)的疲勞裂紋擴(kuò)展速率最高；熱影響區(qū)和母材在空氣中的疲勞裂紋擴(kuò)展速率差別不明顯。

3.結(jié)論

7003焊接接頭在空氣中各微區(qū)的疲勞裂紋擴(kuò)展速率研究表明，焊縫的疲勞裂紋擴(kuò)展速率最快，而母材與熱影響區(qū)裂紋擴(kuò)展速率無(wú)顯著差異。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉靜安，謝水生.鋁合金材料的應(yīng)用與技術(shù)開(kāi)發(fā)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[2]GB/T6398-2000，金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法[S].