航空轻合金薄板激光焊接头的断裂韧性研究

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1、摘要本文主要研究钛合金、铝合金激光焊接接头断裂韧性。对1420锅镪合金，试骏羧照美嚣枣孝糕试验学会ASTMB871--01《镔台金产鹣颧裂试验稼漆》遘嚣；对BT20钛合金，试验按照美圈材料试验学会ASTME1820—01《断裂韧性测量标准试骏方法》及英国标准草案BS7448—1997进行。同时参照美国材料试验学会ASTME1152《确定j最熬线瓣试验方法》对试验结果逡雩予分凝。研突了镪疆合金及钛合金激光焊接接头的硬度分布及显微组织。t420铝锂合念撕裂试验表明，所有试样的启裂能均离予裂纹扩展能。不论启爱魏逐爱裂纹扩栽簸，基耱均麓予烽缝芨热影璃区，基榜L曩

2、方凑毫予T-L方淘。断口观察发现，基材的断口表蕊，特别是T-L方向存在长而深的撕裂凹槽，焊缝及热影响区试样袭颟主要是沿龋或沿亚晶的脆性断口。由旗材的高韧性到焊缝与燕影桶区懿低裁瞧，是枣予发生了断裂模式瓣转交，发生了壶延注舔袈淹沿磊珑性断裂的转变。BT20钛合金断裂试验表明，CT试样均在裂纹延性启裂莠缓慢扩展后，发生稳浚失稳颧爱。母考芎静断裂秘穗锈显高予涕缓接头，转锈方向对母毒葶聚爱赣毪静影响不明显。焊接热影响区的断裂韧性介于母材和焊缝众属之间。本研究采用的焊磁热处理没有改善焊接接头的断裂韧性，还有进一步恶化的趋势。添加活性弃I对烊缝金属静繇袈颧往没有羁露

3、手笮焉。关键词铝锂合金；钛合金；激光焊；断裂韧性北京工北大学工学硕士学位论文AbstractMaincontentsofthisresearcharefracturetoughnessofAl—Lialloy1420andTiaIloyBT20andtheirlaser-welded；oints。硅eteart。或ofthe1420WaSbasedontheASTMB871—01．“Standardtestmethodforteartestingofaluminumalloyproducts'’．ThetestofBT20wasbasedontheAST

4、ME1820—01．“StandardTestMethodforMeasurementofFractureToughness”andBritishStandardDraftB$7448一1997。Atthesametime，experimentresultisanalyzedaccordingtoASTMEll52，“Tes毫methodforJ．Rcurveconfirmation”．Meanwhile．hardnessdistributionandmicrostructureofthealloyandweldedjointswereinvestiga

5、ted．1￡isindicatedfromtheteart。或ofthe1420thatenergy蠢妻crackinitiationwashigherthanthatatcrackpropagation．Moreover,theenergyatbothcrackinitiationandpropagationofbasemetalwashigherthanthatofweldmetalandheataffectedzone．TheenergyatbothcrackinitiationandpropagationofbasemetalwithL矗dire

6、ctionWaShigherthanthatwi氇oLdirection。Fractographyshowedthattherewaslonganddeeptearinggroovesonthefractographyofthebasemetal，especialIywiththeT-Ldirection．However,therewasinter-granularorinter-subgranularbrittlefeaturemainlyonweldmetalandheataffectedzone。Transitionfromthehighertou

7、ghnessofthebasemetaltothelowertoughnessoftheweldmetalandheataffectedzoneisbecauseofthechangeoffracturemodel．ThefracturemodelwaschangedfromductiIevoidcoalescencefracturetobrittleinter-granularfracture。Fracture把stoftheBT20indicatesthatbrittleunstablefractureoccursafterductilecracki

8、nitiationandslowpropagationforallthecomp