搭接非熔透激光焊接不銹鋼車體板材疲勞性能研究.pdf

1、301L冷軋系列不銹鋼板材是制造不銹鋼軌道客車的主材，冷軋硬化的特性決定了板材更適合于低熱量輸入的焊接方式。目前車體的主要焊接方式是點焊，但是點焊結(jié)構(gòu)的氣密性較差，不利于利用在高速客車上。激光焊接的出現(xiàn)，不僅能夠滿足板材焊接方式低熱量輸入的要求，而且是能夠解決點焊方式氣密性差的缺陷，具有更廣泛的應用。
　　本論文以三種強度的301L冷軋系列板材搭接未熔透激光焊接接頭為研究對象，對試件進行了靜拉伸試驗與疲勞試驗。靜拉伸試驗主要是為疲

2、勞試驗提供加載參考，論文重點在于對激光焊接接頭的疲勞性能研究。對疲勞試驗進行壽命分析，研究不同搭接組合試件的疲勞載荷與疲勞壽命之間的關(guān)系，并對比研究疲勞性能較優(yōu)的焊接板材類別，測定中值S-N曲線。從多個角度分析對比各板材搭接焊接疲勞性能，分析了疲勞斷裂模式、疲勞斷口微觀形貌，從疲勞起裂區(qū)域、擴展路徑等方面結(jié)合試件表現(xiàn)出的疲勞性能，對不同板材組合的試件進行研究比較;利用有限元仿真，對試件的應力集中、熔深對應力分布的影響等方面來預測斷裂位置

3、，及焊縫熔深等焊接接頭幾何參數(shù)對疲勞性能的影響。
　　試驗和研究表明:針對試驗所用三種301L冷軋系列板材進行搭接激光焊焊接，強度越高的板材，其焊接接頭疲勞性能相對越優(yōu)越，并且疲勞壽命越出載荷也相對較高;焊接試件疲勞壽命主要由裂紋萌生壽命及裂紋擴展壽命組成，斷口分析得知，對于高壽命焊接試件，裂紋萌生壽命要占到90％以上，板材強度對焊縫的抗疲勞性能有較大影響;試件斷裂位置均在外板靠近焊縫邊緣處，特殊的結(jié)構(gòu)位置，導致該處嚴重應力集中，