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铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳失效评定方法研究

铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳失效评定方法研究

摘要：

搅拌摩擦焊是一种新兴的金属焊接方法，其优点在于无需填充材料，

产生的焊缝质量高，焊接头强度好。然而，搅拌摩擦焊接头在长期使用

过程中容易发生疲劳失效。本文对搅拌摩擦焊接头的疲劳失效进行了评

定方法的研究，主要包括表面裂纹检测、微观组织分析和应力分析等方

面。

1.引言

搅拌摩擦焊（FrictionStirWelding,FSW）是一种利用高速旋转的搅

拌销将材料搅拌并摩擦加热达到焊接的方法，其优点在于无溶解气孔、

无闪蚀、无裂纹等焊接缺陷，并具有较高的焊接强度和良好的疲劳性能。

然而，在实际使用过程中，搅拌摩擦焊接头容易发生疲劳失效，进而影

响结构的安全可靠性。

2.表面裂纹检测方法

表面裂纹的形成是引起搅拌摩擦焊接头疲劳失效的主要原因之一。

因此，对于搅拌摩擦焊接头的表面裂纹进行检测是评定其疲劳失效的重

要步骤之一。常用的表面裂纹检测方法有裂纹扫描、无损检测和光学显

微镜观察等。

3.微观组织分析方法

搅拌摩擦焊接头疲劳失效的另一个重要因素是微观组织的变化。焊

接过程中，焊缝处的材料经历了较大的变形和热影响，导致晶粒细化、

析出相的形成等微观组织变化。因此，通过对搅拌摩擦焊接头进行显微

组织观察和分析，可以评估其疲劳性能。

4.应力分析方法

应力是导致搅拌摩擦焊接头疲劳失效的另一个重要因素。焊接过程

中，由于搅拌销的高速旋转和材料局部变形，会在焊接接头处产生较大

的残余应力。这些残余应力会影响接头的力学性能，进而引发疲劳裂纹

的扩展。因此，通过应力分析方法对搅拌摩擦焊接头的应力状况进行评

估，可以预测其疲劳失效的潜在问题。

5.结论

本文对搅拌摩擦焊接头疲劳失效评定方法进行了研究，并提出了表

面裂纹检测、微观组织分析和应力分析等方法。这些方法的应用可以为

搅拌摩擦焊接头的疲劳失效评估提供有效的参考，进一步提高搅拌摩擦

焊接头的使用可靠性。然而，需要进一步深入研究，完善评定方法，以

更好地解决搅拌摩擦焊接头的疲劳失效问题。

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