低碳钢油管铜钎焊接头疲劳断裂分析

孔德群　杨利　周建　周晓炜　王志勇

摘要：从断口分析、金相检验、化学分析等方面分析低碳钢油管断裂性质及其产生原因。油管与支架通过铜钎焊的方式连接在一起，由于钎焊温度控制不良，连接处的油管表面发生铜原子沿低碳钢晶界的偏聚与扩散，降低了其塑性与强度;另一方面，焊后冷速控制不良，导致焊缝附近的油管内部产生魏氏体铁素体。平台试验中油管钎焊区域承受较大的循环应力，焊缝外表面机械损伤处由于应力集中效应，在局部高应力作用下产生疲劳裂纹源，裂纹向油管扩展并导致服役早期开裂失效。

关键词：汽车发动机;油管;焊后冷却速度;铜钎焊;应力集中;疲劳断裂

中图分类号：TG454文献标志码：A文章编号：1001-2303（2020）05-0037-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.05.07

0 前言

焊接是現代汽车制造业中广泛应用的一种连接方法[1-2]。钎焊是指采用熔点比母材低的金属作为钎料，利用加热熔化的液态钎料与固态母材界面产生溶解、扩散或形成金属间化合物的相互作用，冷却凝固形成牢固的接头，从而将母材连接在一起的焊接方式[3]。它具有生产量大、高速低耗、焊接变形小、易操作的特点，适合汽车零部件的连接[4-6]，如全景天窗[7]、行李箱[8]、车身骨架[9]等白车身结构件及薄板覆盖件[1，4，6，10]，以及热交换器[11]等。在实际生产中，焊接参数的细微变化都可能影响钎焊的焊接质量[12-13]，所以要重视焊接质量的优化与控制。

汽车发动机油管开裂的原因多种多样，其原材料加工、生产制造、产品装配、服役使用中的任何一个环节质量控制不当，都可能会造成其开裂失效，例如内表面与外表面缺陷[14]、支架倒角处的应力集中[15]、高周疲劳开裂引起穿孔[16]等。……