铝合金水嘴失效分析与结构优化研究*
2021-04-13陈斯文
电子机械工程 2021年2期
关键词:裂纹
肖 瑞,陈斯文
(1. 南京电子技术研究所,江苏 南京210039;2. 海军装备部驻南京地区第三军事代表室,江苏南京210039)
引 言
6063铝合金属Al-Mg-Si系铝合金,具有密度低、可加工性能好、热处理强度较高、导热特性良好等诸多优点,因此常用作需承担散热功能的壳体原材料,在汽车、通信、军工等领域得到广泛应用。该型合金的失效模式一般为典型的韧性断裂,通常的损伤形式是内部微孔洞和局部的剪切变形带,断口的宏观断裂模式是韧窝断裂和剪切断裂[1–10]。
某雷达T/R组件液冷散热壳体的原材料为6063铝合金,服役多年后在安装水接头的水嘴处出现了裂纹并形成渗液,影响到整机产品的可靠性,形成装备安全隐患。本文对水嘴失效处进行了宏观形貌和金相观察,对扫描电镜高倍组织和成分进行了分析,结合装配与服役工况,对失效成因进行了研究,提出了改进及预防措施,并对水嘴处结构进行了优化,以免再次发生类似问题。
1 宏观分析
水接头为不锈钢(022Cr17Ni12Mo2)材质,通过其外螺纹与水嘴上的内螺纹进行旋合装配。对水嘴裂纹的宏观形貌进行10倍放大观察发现:裂纹只有一条,呈曲折状贯穿至外表面,内外壁的裂纹长度和分布形态基本一致。故障裂纹的位置如图1所示。

图1 故障裂纹位置示意图
该部件以往的装配记录为:该型水接头拧入壳体水嘴时采用标准力矩扳手,力矩扳手每天有校准记录,拧紧力矩为8 N·m;装配完成后,进行了外观检查和30 min的带压水检验证,工序完成时完好。……
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