机械工程材料
MATERIALS FOR MECHANICAL ENGINEERIWG D01: 10.11973/jxgcel201708013
2017年8月第41卷第8期Vol.41No,8Aug.2017
激光焊接6156-T4铝合金对接与T型接头的性能对比
刘虎"，尚德广2，刘建中”，杨光友"
（1.湖北工业大学，湖北省农业机械工程研完设计院，武汉430068： 2.北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100124；
3.中国航发北京航空材料研究院，北京100095）
摘要：用拉伸试验机、疲劳试验机，扫描电镜等对激光焊接6156-T4铝合金对接接头和T型接头的拉伸性能、疲劳性能和断口形貌进行了对比研究。结果表明：对接接头的拉伸性能接近于母材的，T型接头的抗拉强度较母材的有一定程度的降低，对接接头的疲劳强度明显高于T型接头的：对接接头疲劳断口位于热影响区，T型接头的断口穿过热影响区和母材；两种接头疲劳裂效均萌生于应力集中较为严重的焊趾部位，以近似半椭圆的形状沿厚度方向扩展直至接头断裂
关键词：6156-T4铝合金；激光接；拉伸性能；疲劳性能
中图分类号：TG40
文献标志码：A
文章编号：1000-3738(2017)08-0059-04
Property Comparison of Laser Welded Butt Joint and T-joint of 6156-T4 Al Alloy
LIU Hu', SHANG Deguang', LIU Jianzhong’, YANG Guangyou
(1. Hubei Research and Design Institute of Agriculture Machinery Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China; 2.College of Mechanical Engineering and Applied Electronics Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China ; 3.AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China)
Abstract : The tensile property, fatigue property and fracture morphology of the laser welded butt joint and T-joint of 6156-T4 Al alloy were researched and compared using the tension testing machine, fatigue tester, scanning electron microscope, etc. The results show that the tensile property of the butt joint was close to that of the base metal, while the tensile strength of T-joint decreased to a certain extent comparing to that of the base metal. The fatigue strength of the butt joint was obviously higher than that of the T-joint. The fatigue fracture of the butt joint was in the heat affeeted zone while that of the T-joint was across the heat affected zone and base metal. The fatigue cracks of the two joints initiated from the weld toe, at which the stress concentration was relatively serious, and then propagated in a shape of approximate semi-ellipse along the plate thickness direction until the joint fracture.
Key words; 6156-T4 Al alloy; laser welding tensile property; fatigue property
0引言
激光焊接技术具有焊接速度快、焊后变形小、热影响区窄等优点，已经成为连接铝合金结构的一种重要手段，在国际上已有许多成功的应用。欧洲空中客车A340飞机的铝合金内隔板均采用激光焊接结构，这大大简化了飞机机身的制造工艺；中国大型客机也
收稿日期：2016-05-13；修订日期：2017-04-26
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51535001)；武汉市关键技术
攻关计划项目（2010CDB02504）
作者简介：刘虎（1986一），男，湖北荆州人.博士
正考患在其机身结构连接中采用激光焊接技术
6156铝合金是在6056铝合金的基础上进行改进而开发的，该铝合金除保持了6056铝合金优良的屈服强度、抗拉强度等静力学性能外，还进一步提高了损伤容限性能，其韧性比6056铝合金的提高了 10%，因此成为了飞机机身的备选材料之一1-27，
众所周知，在飞机飞行过程中，其机身结构承受的载荷多为循环交变载荷，这使得机身结构易在低应力下发生疲劳断裂。焊接接头是整个结构中最薄弱的环节。在焊接结构的失效中，因交变载荷引越的疲劳断裂失效占失效总数的80%～90%，因此焊
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