鈦合金銲接件之疲勞裂縫成長及壽命評估模式研究

鈦合金具有許多優良性質，已被廣泛應用於高性能結構件。電子束銲接(屬於熔融銲接)及真空硬銲(屬於擴散銲接)皆為在真空中環境中進行的高品質銲接製程，此兩種製程各具優點，適用於不同型式的銲接結構，在鈦合金零組件製作上具有重要性，其銲接件的性質及耐久分析值得探討。本計畫將對於鈦合金銲接結構件之疲勞裂縫成長性質及疲勞壽命分析模式進行深入研究。材料選用Ti-6Al-4V鈦合金。銲接方式選用電子束銲接及真空硬銲。在前一計畫(MOST 105-2221-E-008-046)中為探討無裂縫的鈦合金銲接結構之高週疲勞行為及壽命分析方法。本計畫則探討具有裂縫或假想裂縫的銲接結構之疲勞裂縫成長及分析模式。此兩種疲勞設計方法可相輔相成。本計畫全程兩年，第一年以鈦合金電子束銲接件為對象，將建立此銲接件不同區域(母材、熱影響區及銲道)之疲勞裂縫成長速率、裂縫閉合應力及破壞韌性等資料，探討平均應力及超載負荷之影響，建立此銲接件在變動負荷振幅作用下之最佳疲勞裂縫成長分析模式。第二年以鈦合金真空硬銲件為對象，研究項目與第一年相同。最後再比較此兩種銲接件疲勞裂縫成長性質及壽命評估模式之差異。本計畫之成果將具學術及應用價值，並可提升鈦合金在國防、航太、醫療及車輛工業之設計應用層次。