5052铝合金高频微振激光焊接疲劳性能及损伤行为 
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Fatigue Properties and Fracture Behavior of 5052 Aluminum Alloys Welded by High Frequency Micro-Vibration Laser
1 上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620
2 上海工程技术大学上海市高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心, 上海 201620
图 & 表
图 1. 高频微振激光焊接实验平台示意图
Fig. 1. Schematic of experimental platform for high frequency micro-vibration laser welding
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图 2. 残余应力测试点及疲劳试样示意图
Fig. 2. Schematic of residual stress test point and fatigue sample
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图 3. 熔合线处微观组织。(a) 1号焊缝熔合线;(b) 5号焊缝熔合线
Fig. 3. Microstructures at fusion lines. (a) Weld fusion line 1; (b) weld fusion line 5
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图 4. 双道焊接板的残余应力
Fig. 4. Residual stress of double-line welded sheet
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图 5. 母材及双道试样S-N曲线
Fig. 5. S-N curves of base metal and double-line sample
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图 6. 5052铝合金母材疲劳断口形貌。(a)断口形貌及位置示意图;(b)疲劳台阶;(c)二次裂纹;(d)韧窝
Fig. 6. BM fatigue fracture morphology of 5052 aluminum alloy. (a) Fracture morphology and position diagram; (b) fatigue step; (c) secondary crack; (d) dimple
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图 7. 焊接接头疲劳断口形貌。(a)多疲劳源的断口;(b)单疲劳源的断口;(c)气孔;(d)疲劳辉纹;(e)裂纹尖端交汇处
Fig. 7. Fatigue fracture morphologies of welded joints. (a) Fracture of multiple fatigue sources; (b) fracture of single fatigue source; (c) hole; (d) fatigue striations; (e) crack tip junctions
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表 15052铝合金的化学成分
Table1. Chemical compositions of 5052 aluminum alloy
| Element | Si | Fe | Mn | Mg | Ti | other | Al |
|---|
| Mass fraction /% | 0.4 | 0.2 | 0.15 | 2.0 | 0.15 | 0.15 | Bal. |
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表 2实验参数表(P=5 kW; v=0.03 m·s-1; DDA=-15 mm)
Table2. Parameters for test (P=5 kW; v=0.03 m/s; DDA=-15 mm)
| No. of plate(weld number/weld number) | Weld line 1 | Weld line 2 |
|---|
| Frequency /Hz | Acceleration /(m·s-2) | Frequency /Hz | Acceleration /(m·s-2) |
|---|
| A(1/2) | 0 | 0 | 545 | 66.5 | | B(3/4) | 0 | 0 | 967 | 33.4 | | C(5/6) | 550 | 92.2 | 970 | 34.3 | | D(7/8) | 0 | 0 | 0 | 0 | | E(9/10) | 549 | 77 | 545 | 52.5 | | F(11/12) | 977 | 54.1 | 976 | 94 |
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表 3残余应力与疲劳强度指数
Table3. Residual stress and fatigue strength coefficient
| Sample | A | B | C | E | F |
|---|
| Fatigue strength coefficient b | 0.107 | 0.114 | 0.072 | 0.096 | 0.069 | | Residual stress of fracture weld /MPa | 297.5 | 321 | 196.5 | 238.5 | 240.5 |
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张巍, 卢庆华, 任新怀, 白永真, 金杰文, 欧徉伶. 5052铝合金高频微振激光焊接疲劳性能及损伤行为[J]. 中国激光, 2019, 46(3): 0302012. Wei Zhang, Qinghua Lu, Xinhuai Ren, Yongzhen Bai, Jiewen Jin, Yangling Ou. Fatigue Properties and Fracture Behavior of 5052 Aluminum Alloys Welded by High Frequency Micro-Vibration Laser[J]. Chinese Journal of Lasers, 2019, 46(3): 0302012.
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