铝合金材料因其优异的性能在高速列车上得到了广泛应用,而铝合金的焊接质量和效率是高速列车制造的关键核心技术。随着高速列车提速及运行年限的增长,对铝合金焊接结构的服役安全可靠性提出了更苛刻的要求。高速列车在运行时长期受到腐蚀环境和随机载荷的影响,使得铝合金焊接结构发生腐蚀失效和疲劳失效的可能性增加,因此研究铝合金焊接接头在受到腐蚀和载荷共同作用下的断裂行为具有重要的实际工程应用价值。本文针对高速列车用7B05-T5高强度铝合金激光-MIG复合焊接头,研究其在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀和腐蚀疲劳裂纹扩展行为。自主搭建了一套研究铝合金复合焊接头应力腐蚀开裂行为的恒温水域循环装置,采用WOL试样进行了恒位移应力腐蚀试验。得到母材的应力腐蚀开裂临界应力强度因子K_Iscc小于13.9 MPa.m^1/2,热影响区的K_Iscc介于15.21¹7.49 MPa.m^1/2之间,焊缝组织对应力腐蚀开裂不敏感。铝合金应力腐蚀裂纹呈现出穿晶与沿晶的混合断裂模式,在阳极溶解和氢脆的共同作用下促进应力腐蚀裂纹扩展。母材晶界上η相数量多间距小,而经焊接热循环后热影响区晶界上的η相数量减少间距增大,晶内η’相的数量也明显减少,使得母材比热影响区更易形成腐蚀通道。另外,母材晶界附近无沉淀强化带的存在,增强了晶界和相邻区域之间的电化学非均质性,导致母材的应力腐蚀裂纹扩展速率比热影响区快。复合焊接头各区域疲劳裂纹扩展试验结果表明,铝合金中富含Fe、Mn等元素的杂质相对裂纹扩展速率影响不大。相比实验室空气环境条件下,母材、热影响区和焊缝在3.5%NaCl溶液中的疲劳裂纹扩展速率均明显提高。3.5%NaCl溶液与机械疲劳的交互作用造成铝合金的损伤加速,使得腐蚀疲劳裂纹扩展的门槛值降低,扩展速率加快。探讨了铝合金腐蚀疲劳裂纹扩展机理,认为阳极溶解和氢脆共同作用导致腐蚀疲劳裂纹加速扩展,其中以氢脆为主。鉴于应力腐蚀和腐蚀疲劳裂纹扩展过程中存在氢脆现象,研究了氢对铝合金力学性能和裂纹扩展行为的影响。结果表明,氢会导致铝合金的强度和硬度下降,塑性降低。氢对铝合金疲劳裂纹扩展的影响主要表现在近门槛区和稳态扩展区扩展速率增加,门槛值降低。进入铝合金中的氢在晶界、第二相等氢陷阱位置富集导致原子键合力降低是造成试样力学性能降低、裂纹扩展速率加快的主要原因。