高速列车用A6N01S-T5铝合金及其焊接接头高寒条件下的性能

以高速列车车体用A6N01S-T5铝合金为研究对象,研究A6N01S-T5铝合金及其焊接接头在低温条件下(-50℃～0℃)的力学及疲劳性能,为高寒条件下车辆运行及设计提供基础数据。试验结果表明,随着温度的降低,铝合金材料的拉伸和疲劳性能均有所上升,在-50℃～0℃,母材的抗拉强度增长率为0.14 MPa/℃,焊接接头为0.52 MPa/℃,母材的疲劳强度均提高约8.7%;焊接接头在-40℃～0℃仅提高了1%,而在-50℃时提高了7.8%。     

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。     

A6N01S-T5铝合金焊接软化行为及数值模拟

基于A6N01S-T5铝合金焊接接头显微硬度试验和微观组织分析,研究A6N01S-T5铝合金焊接接头软化特征,根据焊接接头不同区域的焊接温度及显微硬度,建立了A6N01S-T5铝合金软化模型.针对高速列车车顶焊接过程数值模拟,开发了基于平均温度曲线法的焊接快速数值模拟方法,并通过典型焊接接头试验验证.结果表明,平均温度曲线法可以替代移动热源进行焊接过程模拟.基于A6N01S-T5铝合金软化模型及平均温度曲线法,模拟高速列车车顶焊接过程,计算的车顶焊接变形与实测值比较吻合.     

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。     

轨道车辆车体5083铝合金焊接接头低温服役性能研究

随着中国轨道车辆行业的快速发展,轨道车体铝合金焊接接头在各种环境条件下的服役性能越来越受到关注,研究铝合金焊接接头低温服役性能对于高速列车服役安全及确保高速列车车体设计具有重要意义。针对A5083P-O铝合金焊接接头开展了金相组织观察、硬度测试及不同低温条件(常温、-25℃、-40℃、-50℃)下的拉伸试验、弯曲试验及疲劳强度试验。试验结果表明:(1)接头抗拉强度随着温度的降低有所提高;(2)接头在各个温度条件下的疲劳强度差别不大,这是由于焊接接头中存在微小气孔,使得温度对疲劳强度的影响不是很明显。     

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A7N01S-T5铝合金焊接接头盐雾腐蚀行为分析

选取了中国某类型高速列车常用的A7N01S-T5铝合金焊接接头,研究A7N01S-T5铝合金焊接接头在盐雾腐蚀条件下的腐蚀失效行为.结果表明,腐蚀后在焊接接头表面上生成了大量腐蚀产物,并且产生了较多的腐蚀坑,腐蚀坑最深处位于热影响区,蚀坑深度为35.4μm,蚀坑面积率为43.6%.铝合金焊接接头先发生点蚀,随着蚀坑深度...     

国产6N01铝合金型材典型位置焊接接头性能

铝合金因其密度小、比强度高、耐腐蚀性好、加工性能好成为高速列车车体材料的首选。在各种不同焊接位置(平位PA、横位PC、仰位PE、立向上位PF、PA+PE)条件下,材料对焊接工艺的适应性及接头性能则成为了实际生产和工艺设计最为关注的难题。结合实际生产需要,选用国内外车体广泛采用的6N01铝合金材料,采用MIG焊接方法,制备典型位置条件下的焊接接头,研究不同焊接接头在典型位置条件下的接头组织、性能,对比分析了各种不同焊接位置条件下的工艺适用性,为高速列车铝合金车体焊接接头设计提供试验数据和理论依据。     

高速列车铝合金车体典型接头激光-MIG复合焊接特性研究

针对传统高速列车3 mm厚A6N01S-T5铝合金型材典型接头结构开展激光-MIG复合焊接试验,优化复合焊接工艺参数,分析接头组织性能,研究激光-MIG复合焊的工程适应性。结果表明,在最佳工艺参数下,焊缝成形良好、无气孔缺陷。焊缝中心为树枝状铸态组织,靠近熔合线焊缝为柱状晶组织,熔合区较窄但热影响区存在晶粒轻微粗大现象;焊缝区硬度低于母材区,硬度最小值位于熔合线附近的热影响区;最佳工艺参数下接头的平均抗拉强度为204.6 MPa,达到母材的83.5%;断裂发生在熔合线附近,断口形貌呈现典型的塑性断裂特征;接头的弯曲性能良好;组对间隙小于1.0 mm时,最佳工艺参数具有通用性,焊缝成形及接头抗拉强度良好;组对间隙增至1.5 mm时,优化工艺参数焊缝成形及接头抗拉强度依然良好。结果表明,激光-MIG复合焊对高速列车铝合金车体典型接头具有良好的焊接可行性和工程适应性。     

7N01铝合金板材对接MIG焊接位置适应性研究

7N01铝合金是高速列车车体关键材料,生产中往往需要在各种不同焊接位置条件下进行焊接,接头对不同位置的适应性是决定实际生产工艺设计的关键。采用熔化极惰性气体保护焊(MIG)方法,利用高速列车现行焊接工艺,制备了高速列车结构材料7N01的平焊接头、仰焊接头及立向上焊接头,观察接头宏观形貌,研究不同位置条件下焊接接头的组织与性能,分析不同焊接位置对接头性能的影响。结果表明:不同焊接位置的焊接工艺均能保证得到优质的焊接接头,在PA位置条件下接头抗拉强度最高。     

焊接环境湿度对A7N01S-T5铝合金MIG焊接接头性能影响

采用单脉冲MIG焊,在环境焊接实验室内对高速列车用铝合金材料A7N01S-T5进行焊接,焊接环境相对湿度为50%、60%、70%、80%、90%,对所焊接头进行拉伸、冲击、硬度等力学性能研究。结果显示接头强度随着相对湿度的增加先降低后有所回升;接头硬度随湿度增加无明显变化规律。分析原因:随湿度变化,焊缝内气孔的数量、大小及分布形态变化是导致接头性能变化的主要原因。     

焊接环境湿度对A7N01S-T5铝合金MIC焊接接头性能影响

采用单脉冲MIG焊,在环境焊接实验室内对高速列车用铝合金材料A7N01S-T5进行焊接,焊接环境相对湿度为50％、60％、70％、80％、90％,对所焊接头进行拉伸、冲击、硬度等力学性能研究.结果显示接头强度随着相对湿度的增加先降低后有所回升;接头硬度随湿度增加无明显变化规律.分析原因:随湿度变化,焊缝内气孔的数量、大小及分布形态变化是导致接头性能变化的主要原因.     

高速列车6N01铝合金型材焊接接头疲劳性能

针对高速列车6N01铝合金型材侧墙部件,采用脉动拉伸试验方法分别测试了母材、单丝MIG焊对接接头、激光-单丝MIG复合焊对接接头、激光-双丝MIG复合焊对接接头的疲劳性能,试验采用升降法进行,应力比为0.1,疲劳寿命设定为1×10~7。疲劳测试结果表明,在该试验条件下,6N01铝合金母材的疲劳强度为115 MPa,与铝合金母材相比,焊接接头的疲劳性能略有降低,单丝MIG焊接头的疲劳强度约为87 MPa,为母材的75.7%,激光-单丝MIG复合焊接头的疲劳强度约为107.5 MPa,为母材的93.5%,激光-双丝MIG复合焊接头的疲劳强度约为105MPa,为母材的91.3%,激光-单丝/双丝MIG复合焊对接接头的疲劳性能优于单丝MIG焊对接接头的疲劳性能。     

焊接热循环对A5083P-O和A7N01P-T4铝合金接头组织性能的影响

针对铝合金车体生产中焊接热循环对铝合金接头组织性能的影响,选择A5083P-O、A7N01P-T4两种铝合金材料,在相同的焊接环境、拘束条件下,采用相同的焊接参数,经过不同次数焊接热循环后,对试样进行无损检测、金相组织及硬度分析,结果发现A5083P-O、A7N01P-T4材料具有不同的热裂纹倾向性,为后续生产中多次修补提供理论依据。     

不同评定方法对高速列车A7N01铝合金焊接接头疲劳强度的影响

选取我国某类型高速列车常用的A7N01S-T5铝合金焊接对接接头,通过实验获得接头的名义应力S-N曲线以及不同存活率下的疲劳强度。采用仿真分析方法获得接头热点应力、缺口应力,分别采用名义应力法、热点应力法、缺口应力法评定接头的疲劳强度。结果表明,通过应力比R=0的拉-拉轴向加载疲劳试验,接头中值疲劳强度Δσ为45.77 MPa,经过±2倍标准差修正后,95%可靠度的疲劳强度ΔσK为39.89 MPa;接头热点应力集中系数为1.034,热点应力疲劳强度为47.39 MPa;缺口应力疲劳强度为123.03 MPa。缺口应力疲劳强度结果最大,热点应力疲劳强度次之,而名义应力疲劳强度最小。因此用名义应力法评定接头疲劳强度更趋于保守,而热点应力法以及缺口应力法需要全面考虑焊缝的细节因素,更加准确地进行受力分析,才能保证高速列车焊接结构的安全可靠性。     

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。     

国产A7NO1S-T5铝合金型材MIG焊接接头疲劳性能研究

对10 mm厚的高速列车用国产A7N01S-T5铝合金挤压型材熔化极气体保护焊(MIG)平滑接头和带余高接头进行了疲劳试验,测定了反映接头疲劳性能的S-N曲线,对典型疲劳断口进行了扫描电镜分析,比较平滑接头和带余高接头的疲劳性能。结果表明:在置信度为90%、存活率为50%、误差限为6%的条件下,平滑接头疲劳极限为105 MPa,带余高接头疲劳极限仅为75 MPa。焊接缺陷是影响平滑接头疲劳极限的主要原因,而焊趾处的应力集中则是影响带余高接头疲劳极限的主要原因。     

7N01铝合金典型位置MIG焊工艺适应性研究

轻量化是高速列车动车组重要技术之一。铝合金因其密度小、比强度高、耐腐蚀性好,在动车组制造中获得了广泛的应用。铝合金焊接成为近年来轻金属焊接的热点。实际应用中,需要在各种典型位置条件下进行铝合金焊接,各种焊接位置条件下的性能及接头对位置的工艺适应性则成为实际生产工艺设计的重要依据。选用高强度7N01铝合金,在各个典型位置条件下制备焊接接头,研究不同焊接位置条件下的接头组织与性能,为高速列车铝合金焊接工艺设计提供基础数据。     

高速列车转向架SMA490BW耐候钢焊接接头低温性能研究

转向架作为高速列车车走行部的主要构件,在工作过程中承受着交变载荷的作用。SMA490BW耐候钢因具有较高的强度、韧性及良好的耐大气腐蚀性,专门用作CRH2型高速动车组转向架焊接构架关键材料。在低温条件下的SMA490BW耐候钢接头性能优劣直接关系着高速列车车体的运行安全。主要针对该材料对接接头,进行了不同低温环境下接头的拉伸试验、冲击试验、疲劳强度试验,研究抗拉强度、冲击值随温度变化规律。试验结果表明:随着温度的降低,接头的抗拉强度略有提高,但韧性降低,疲劳性能因缺陷存在而变化不大。     

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...