一、二次补焊对高速列车用铝合金焊接接头疲劳性能的影响

6082铝合金是高速列车车体的主要材质,因其焊接时易产生气孔、裂纹等缺陷,必须进行焊接返修予以清除.深入研究补焊工艺和补焊次数对焊接接头疲劳性能的影响.通过脉动拉伸疲劳试验研究一、二次补焊6082铝合金焊接接头疲劳性能,并与未补焊的接头疲劳强度进行比较.结果表明,一次补焊后焊接接头的中值疲劳强度显著下降;二次补焊的焊接...     

不同返修次数对6082-T6铝合金对接接头疲劳性能的影响

对不同返修次数的高速列车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊对接接头进行脉动拉伸疲劳试验,并对疲劳断口进行扫描观察与分析。结果表明,焊接接头指定寿命为1×107次的中值疲劳极限随返修次数的增加而升高。搅拌摩擦焊返修两次时焊接接头的疲劳极限强度较高,疲劳试验中的试件断裂位置主要集中在背面焊缝边缘。启裂区和扩展区疲劳纹清晰,终断区为浅韧窝型韧性断口。     

调修次数对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

平头搅拌针调修是指在原有焊缝背面用无搅拌针的搅拌头对焊缝再次进行搅拌摩擦焊,使焊缝温度升高,改善FSW接头性能.对平头搅拌针不同调修次数的高速列车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行脉动拉伸疲劳试验,利用扫描电镜观察分析疲劳断口,试验结果表明:铝合金搅拌摩擦焊接头指定寿命为1×107次的中值疲劳极限随着搅拌针调修次数的增加而升高.平头搅拌针调修两次时焊接接头的疲劳极限强度较高,焊缝背面边缘是本次试验集中产生裂纹的部位.启裂区和扩展区疲劳纹清晰;终断区为深韧窝状花样的韧性断口.     

多次补焊对A6N01铝合金焊接接头疲劳性能的影响

通过对多次补焊条件下A6N01铝合金焊接接头进行疲劳试验,获得了不同补焊条件下焊接接头的条件疲劳极限值以及不同区域的裂纹扩展速率,并分析其疲劳断口形貌。结果表明,随着补焊次数增加,接头疲劳极限值减小,三次补焊后其由98.8 MPa下降到89.7 MPa,仍然满足使用要求;焊缝区和热影响区裂纹扩展速率均增大,但热影响区抵抗裂纹疲劳扩展能力优于焊缝区。随补焊次数增加,焊缝区气孔缺陷增多以及热影响区过时效现象加剧是造成焊接接头疲劳性能下降的主要原因。     

6005A铝合金焊接接头预腐蚀对其疲劳性能的影响

6005A铝合金广泛用于高速列车的生产。通过对4 mm厚6005A铝合金焊接接头进行预腐蚀试验及疲劳性能测试,研究不同预腐蚀等级下6005A铝合金焊接接头的疲劳寿命及预腐蚀对焊接接头疲劳强度的影响。结果表明,6005A铝合金焊接接头经预腐蚀后,腐蚀最严重的为熔合线,其次为母材,焊缝腐蚀程度最轻;与未腐蚀试样相比,预腐蚀试样的疲劳极限有一定降低;预腐蚀后焊接接头断裂均在熔合线;断口疲劳源区可发现类解理河流、台阶花样及擦伤痕迹,疲劳扩展区发现明显疲劳条带。     

服役后的A6N01S铝合金型材焊接接头组织与性能研究

对某型号高速列车铝合金车体经过较长时期服役后的侧墙与边梁A6N01S-T5铝合金挤压型材焊接接头进行了拉伸、弯曲、硬度和疲劳性能测试,并对接头组织形态及断口微观特征进行了分析。结果表明:经过较长时期服役后的A6N01S-T5铝合金焊型材接头,其焊缝及热影响区(HAZ)微观组织形态没有发生明显变化;所有接头拉伸试件仍是在距离焊缝10 mm~15 mm的HAZ软化区域破断,其抗拉强度以及弯曲性能符合标准规定的要求;其疲劳性能测试中接头在循环次数为107条件下的疲劳极限为91.5 MPa,符合标准规范规定的不低于89 MPa的要求。     

高速列车用铝合金冷金属过渡焊接工艺疲劳性能

针对高速列车用厚板铝合金焊接质量提升的需求,开展低热输入CMT、脉冲MIG焊工艺进行对比试验,采集焊接温度场热循环曲线,对焊缝微观组织进行观察。对比铝合金厚板CMT焊接工艺和脉冲MIG工艺对接接头的疲劳性能,对疲劳断口进行扫描电镜观察,对断口夹杂物进行微区成分分析。试验表明相对于脉冲MIG焊工艺,CMT方法焊接温度场低,焊接接头组织恶化程度减弱,由于CMT焊接工艺熔池温度低,气孔出现几率大于脉冲焊,铝合金厚板CMT焊接接头疲劳寿命低于脉冲焊接工艺,因此在承受动载荷的工业结构应用CMT焊接技术有一定局限性。     

轨道车辆车体A6NO1S-T5铝合金焊接接头低温性能研究

在高寒条件下,A6N01S-T5铝合金焊接接头的性能好坏对于高速列车车体的安全运行至关重要,研究焊接接头的低温性能可以为设计高寒条件下使用的高速列车车体提供理论依据。针对A6N01S-T5铝合金对接接头,进行了不同低温环境下接头的抗拉强度、冷弯性能、疲劳强度试验研究,同时测定接头的硬度分布,观察该接头的微观组织。试验结果表明:接头各区的组织状况能够很好的分析硬度分布规律。随着温度的降低,接头强度有所提高,但由于焊缝中存在缺陷,使得温度对接头疲劳强度的影响不是很明显,气孔是引起疲劳裂纹的主要原因之一。     

A6N01S-T5铝合金接头疲劳性能

A6N01S-T5铝合金在现代化高速列车中应用广泛,制造铝合金高速列车车体时,焊接式最主要的连接方式,据统计,铝合金结构件中90%的断裂是由承受重复性动载的焊接接头的疲劳破坏引起的,研究了A6N01S-T5铝合金焊接接头疲劳性能,结果显示,同种焊接接头带余高试件比平滑接头的疲劳强度低,机加工的方式和精度很大程度上影响试件的疲劳性能。     

焊缝几何特征对铝合金焊接接头疲劳性能的影响

通过对铝合金不同几何尺寸和焊缝形式的焊接接头疲劳试验,进行了应力集中系数的测定和理论计算,研究了焊缝几何特征对铝合金焊接接头疲劳性能的影响.结果表明:疲劳强度的降低因子与疲劳寿命有直接关系.焊缝余高的存在使接头的疲劳性能明显降低,增大焊缝余高,接头疲劳性能显著下降.     

A7N01铝合金退火处理后焊接接头疲劳裂纹扩展特性

针对高速列车底架结构采用A7N01铝合金的焊接接头进行了疲劳裂纹扩展速率试验,利用扫描电镜以及光学显微镜方法,研究了母材、热影响区及焊缝微观组织的演化,晶粒中弥散强化相、粗大强化相、粗大析出相以及杂质相等第二相粒子对疲劳裂纹扩展抗力的影响,进而研究A7N01铝合金焊接接头不同区域的疲劳裂纹扩展机制,为轨道车辆的安全可靠性评估提供基础性数据。     

高速列车车体铝合金侧墙疲劳性能研究

高速列车车体主要采用大型中空铝合金挤压型材,车体结构主要包括底架组成、侧墙组成、车顶组成、端墙组成等.焊接是铝合金车体制造的主要方式,疲劳断裂是铝合金焊接结构的主要失效方式之一.国内外获得的疲劳性能数据多是针对焊接接头,而针对大型铝合金焊接结构的研究尚处于起步阶段.采用疲劳试验与数值分析相结合的方式,研究铝合金侧墙焊接结构的疲劳性能.研究结果表明:采用数值模拟的方式对车体侧墙等大型构件进行载荷预测是可行的;车体侧墙的疲劳寿命是29.1 MPa;试件断裂位置在软化区,因此必须考虑试件形状因素引起的应力集中对接头疲劳性能的影响.     

焊缝几何特征对5A30铝合金焊接接头疲劳性能的影响

通过5A30铝合金不同焊缝形式、几何尺寸对接接头疲劳试验, 以及焊缝余高存在时焊趾处的应力集中系数的测定和理论计算, 研究了焊缝几何特征对铝合金焊接接头疲劳性能的影响. 结果表明: 单面焊双面成型和双面焊对接接头的疲劳性能相当, 在循环次数为(1.7～1.8)×106时, 疲劳强度约为100.MPa; 焊缝余高的存在使接头的疲劳性能明显降低, 增大焊缝余高, 接头疲劳性能显著下降, 去除余高, 则可使接头的疲劳寿命提高2～3倍; 厚度为4.mm板材对接接头, 焊缝余高为1～2.mm时, 焊趾处的应力集中系数较其他部位增大50%左右, 焊缝余高大于3.mm, 焊趾处的应力集中系数可超过1.70.     

多次补焊对Q345C钢焊接接头力学性能的影响

为验证补焊对Q345C钢焊缝力学性能的影响,文中对比研究了进行0, 8, 10次补焊条件下焊接接头的力学性能、金相组织、断口SEM及高周疲劳性能。试验证明,Q345C钢焊接接头经过多次返修后,各项力学性能均达到ISO 15613焊接工艺评定标准要求;未补焊时,焊缝组织主要为先共析铁素体与条状铁素体;当补焊8次后,焊缝中出现粒状贝氏体。不同补焊次数情况下,断口均呈韧性断裂特征,表明进行多次补焊后接头韧性良好。高周疲劳试验结果表明,焊接接头的力学性能符合焊接工艺评定要求。     

不锈钢光纤激光熔透焊接头微观结构对疲劳性能的影响分析

利用光纤激光器对不锈钢实施熔透焊试验,分析不锈钢光纤激光熔透焊接头微观结构对疲劳性能的影响。通过微观结构分析方法分析不锈钢光纤激光熔透焊接头微观结构对疲劳性能、硬度、拉伸强度的影响规律。试验结果表明：母材的疲劳寿命比焊接接头的高;在室温腐蚀试验下,循环次数越大焊接接头最大应力荷载下降越明显,腐蚀时间越长,对疲劳性能影响越大;室温疲劳试验中,同等循环次数下,光纤激光熔透焊接头疲劳强度随厚度增大而提高;在瞬断区显微组织对疲劳裂纹扩展断口形貌没有太大影响,母材比焊接接头在疲劳裂纹扩展时更容易出现疲劳条带;焊缝数量可提高焊接接头疲劳性能,在焊缝数量一样时,增加2倍焊缝长度,能够提高疲劳极限,但提升幅度不大;焊缝硬度高于母材的;焊接试样的拉伸测试指标均低于母材的拉伸测试指标。     

7N01S-T5铝合金焊接接头疲劳性能

对MIG焊接得到的板厚为10 mm的7N01S-T5铝合金焊接接头进行疲劳试验,研究其疲劳性能,通过对疲劳试验后的试样进行金相组织观察和断口SEM观察,分析其疲劳试验前后显微组织变化以及断裂的原因。结果表明,7N01铝合金焊接接头的疲劳极限为111.6 MPa,经过疲劳试验的焊接接头断裂在硬度值最低的焊缝处,裂纹沿垂直于焊缝柱状晶的方向扩展。疲劳源处未见明显的夹渣、气孔等缺陷。焊缝处析出相聚集在晶界,部分区域出现了液化裂纹。     

多次补焊对铝合金型材焊接接头力学性能的影响

针对中空铝合金挤压型材6005A薄壁对接接头在焊态下和分别进行1~3次焊接修补后的拉伸、弯曲、硬度和疲劳性能进行了测试实验和对比分析。结果表明,与焊态下相比,焊缝金属经过1~3次补焊后,焊接接头的抗拉强度和弯曲性能均符合标准规定的要求,接头延伸率变化不大但都低于母材延伸率。在焊态下和分别经过1次、2次补焊后,接头在寿命107周次条件下的疲劳极限也符合规范要求,但经3次补焊后的接头的疲劳极限未能达到要求值。硬度和拉伸实验均表明,在焊接接头的热影响区存在过时效软化区,且软化区为整个焊接接头最为薄弱的环节。     

高速动车组铝合金车体A7N01S-T5焊接接头低温性能

A7N01S-T5铝合金焊接接头的性能好坏对于高速客车车体在低温条件下的安全运行至关重要。主要针对该种材料对接接头,进行了不同低温环境下接头的力学性能、疲劳强度试验研究,同时测定了接头的硬度分布,观察了该接头的微观组织。试验结果表明:接头各区的组织状况能够很好的分析硬度分布规律。随着温度的降低,接头的强度有所提高;焊接接头的力学性能和疲劳性能均满足设计要求;但由于焊缝中存在缺陷,使得温度对接头疲劳强度的影响不是很明显,气孔是引起疲劳裂纹的主要原因之一。     

高速列车铝合金焊接接头疲劳性能的研究进展

由于铝合金具有密度小、比强高、耐腐蚀性能好等优点,使其成为高速铁路客车和重载货车轻量化的一种主要材料。铝合金焊接技术的快速发展使其在列车车体上的应用不断增加。疲劳失效是焊接结构的主要失效形式。本文对高速列车车身使用铝合金的优点、铝合金的焊接性和焊接接头的疲劳性特点等进行了综述,并展望了铝合金未来的研究方向。     

背面成形对A7NO1铝合金激光-MIG复合焊接头组织性能的影响

针对高速列车用6 mm厚A7N01P-T4铝合金,进行强制成形和背部加永久垫板两种接头形式的激光-MIG复合焊接试验,并对比分析焊接接头的宏观成形、显微组织、力学性能,以此研究激光-MIG复合焊对两种接头型式的适应性。实验结果表明,两种接头型式均可获得外观成形良好、显微组织正常的焊缝;而力学性能方面,当背部加永久垫板时的接头抗拉强度较强制成型时的接头提高11 MPa,激光-MIG复合焊接高速列车用6 mm厚A7N01P-T4铝合金板时采用背部加永久垫板的接头形能取得较好的性能。