分析高速列车6005a铝合金型材焊接接头疲劳性能 .pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com俘搭生产应用高速列车6005A铝合金型材焊接接头疲劳性能机械科学研究院哈尔滨焊接研究所(150028)雷振张健李长义大连交通大学材料科学与工程学院(116028)许鸿吉杨大龙摘要采用脉动拉伸试验方法分别测试了指定寿命为1×10次循环下6005A铝合金母材、双丝MIG焊对接接头及激光一双丝MIG复合焊对接接头的疲劳性能。疲劳测试结果表明，在该试验条件下，6005A铝合金母材的疲劳强度为100MPa，与铝合金母材相比，焊接接头的疲劳性能略有降低，双丝MIG焊接头的疲劳强度约为86MPa，激光一

2、双丝MIG复合焊接头的疲劳强度约为91MPa，激光一双丝MIG复合焊对接接头的疲劳性能优于双丝MIG焊对接接头的疲劳性能。关键词：高速列车6005A铝合金激光复合焊疲劳性能中图分类号：TG456．7出现的一种新兴焊接技术j。经过30余年的发展，激0前言光一电弧复合焊接技术已经逐渐成为了一种高效率、铝合金因具有比重轻、塑性好、比强度高、无低温低变形、高冶金质量的新兴焊接技术，并已经在汽车制脆性转变、耐腐蚀能力强、易于加工成形等优点，在高造、石油化工、压力容器、造船、工程机械、航空航天等速列车车体制造中获得了广泛应用。6005A

3、铝合金领域得到了一定的应用J。激光一电弧复合热源焊型材是国内当前高速铝合金列车车体制造用的主要接铝合金具有显著的技术优势J，为解决当前MIG铝型材，6005A铝合金属于A1．Mg．Si系可热处理强化弧焊焊接高速铝合金列车车体型材的一系列焊接技术型铝合金，具有中等强度、较好的挤压成形性、良好耐问题提供了可行性解决方案。腐蚀和焊接性。当前，国内高速铝合金列车车体型材文中测试分析了T6态6005A铝合金母材、双丝的焊接仍以MIG弧焊为主⋯，受该铝合金焊接特性MIG焊对接接头和激光一双丝MIG复合焊对接接头的及常规MIG弧焊工艺特点

4、决定，当前弧焊焊接生产中疲劳力学性能。存在焊接效率相对较低、焊接变形大、接头软化严重1试验材料及方法等技术问题，这些焊接问题在很大程度上影响了整车的生产效率及装配质量，同时焊接接头较大的焊接1．1试验材料残余应力及严重的接头软化也影响了接头的疲劳性试验母材为高速铝合金列车车体用6005A铝合金能，为高速列车服役过程的可靠稳定性造成了不良型材，供货状态为T6。填充焊丝为ER5087，直径为影响。西1．2mm。母材及焊丝化学成分如表1所示，母材力学激光一电弧复合焊焊接技术是2O世纪70年代末性能如表2所示。表1母材及焊丝化学成分

5、(质量分数，％)表23"6态60D5A铝合金母材力学性能收稿日期：2013—02—18基金项目：国际科技合作基金资助项目(2009DFR50170)；高档数控机床与基础制造装备科技重大专项(20112X04016—061)。182013年第4期学兔兔www.xuetutu.com生产应用俘掳1．2试验设备的指定寿命为1×10次循环下6005A铝合金双丝MIG试验所用激光器为额定功率6kW的光纤激光器；焊接头的条件疲劳极限升降图，图3中共有5级应力所用焊机为奥地利Fronius公司生产的数字化双丝水平，有效试件数为13个，共有

6、5个子样对，因此由升MAG／MIG焊机，焊接过程采用脉冲焊，过渡形式为1降法确定的6005A铝合金双丝MIG焊接头在指定寿命滴／脉冲；疲劳测试试验采用PLG一100型高频疲劳试为1×10次循环下的中值疲劳极限：R=(77．5+验机；采用JSM一6360LV型扫描电镜观察疲劳试样断82．5×2+92．5×2)／5=86MPa。口的微观形貌。1．3试验方法试验参照GB／T13816---92{焊接接头脉动拉伸疲劳试验方法》分别对6005A铝合金母材、MIG焊对接接头和激光复合焊对接接头进行了脉动拉伸疲劳试验，铘疲劳试件的尺寸如图

7、1所示，焊缝位于疲劳试件的中晨间，去除焊缝正反面余高。试验采用的循环应力比r=0．1，指定循环寿命取1×10次。试验过程中，当疲劳裂纹尺寸足够大致使无法加载时，自动卸载停振，并记录循环次数。升降法测得的条件疲劳极限风．可由公图26005A铝合金母材条件疲劳极限升降图式(1)计算。1—2o．1=÷∑i(1)=1式中：n为配成的子样对个数；R为用配对法得出的第i对疲劳极限值。销量图36005A铝合金双丝MIG焊接头条件疲劳极限升降图"~IIII=二==二=二二]2．3复合焊接头疲劳性能与双丝MIG焊接头疲劳试样类似，复合焊接头疲

8、图1疲劳试件尺寸图劳试件的疲劳裂纹大多数产生于焊缝处，少数疲劳试2试验结果及分析件从熔合线起裂。图4为通过升降法确定的指定寿命2．16005A铝合金母材疲劳性能图2为通过升降法确定的指定寿命为1×10次循环下6005A铝合金母材的条件疲劳极限升降图，从图2中可以看出，共有5级应力水平，有效