钛合金焊接接头超长寿命疲劳特性研究

摘要

本文针对TC4钛合金焊接接头试件进行了超声疲劳实验，研究其在高频低幅载荷作用下的超高周疲劳行为，整个实验在室温条件下进行，应力比R=-1。通过实验得到了TC4焊接接头试件在107～109周次范围内的疲劳寿命S-N曲线，发现其呈连续下降趋势，当循环周次超过107周次以后，材料仍然会发生疲劳破坏，断面出现在焊接缝中央或热影响区，呈现脆性断裂的形式，不存在传统意义上的疲劳极限。对比TC4母材实验数据发现，在相同疲劳寿命的条件下，焊接接头试件疲劳强度相比母材下降了70％左右。试件断口表面的SEM电镜扫描分析结果显示疲劳裂纹均起源于焊接过程引起的气孔、夹杂等缺限处。