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。     

相对湿度对5083铝合金补焊焊缝缺陷的影响

对不同湿度条件下的5083铝合金进行了补焊试验,采用X射线检验的方式对焊缝中气孔数量及分布特征进行了研究,并对补焊焊缝的断口进行了分析。研究结果表明:补焊焊缝中的气孔随着相对湿度的增加,数量和体积明显增加。拉伸断口分析表明,焊缝中存在较多的气孔,且存在未熔合及夹杂等缺陷。     

圆圈形运丝方式下温度影响MIG焊接头组织与断裂位置的规律

以圆圈形运丝为研究对象,利用数值模拟与试验相结合的方法研究了在MIG焊接过程中的温度场分布规律,讨论了温度峰值影响接头显微组织及断裂位置的规律.结果表明,对于圆圈形摆动工艺来说,由于熔池区内左侧的材料经历了周期性的二次加热,导致焊缝左侧及热影响区材料经历的温度峰值均高于右侧;摆动工艺的熔池区温度峰值高于不摆动工艺.与直线运丝相比较,摆动焊焊道内的等轴晶较大,而相邻焊道界面处的柱状晶较小.不同工艺下拉伸试样的断裂位置与焊缝区经历的热循环密切相关.     

A6N01S-T5铝合金厚板搅拌摩擦焊接头疲劳性能

对42 mm厚A6N01S-T5铝合金型材进行双面搅拌摩擦焊接,焊后沿焊缝横截面将接头分为上、中、下三层分别进行疲劳试验,探究其疲劳性能;通过金相组织观察、显微硬度测试、断口分析等方法分析接头疲劳断裂的原因。结果表明,接头疲劳断裂多发生在热影响区,上、中、下三层的疲劳极限分别为103.9 MPa、101.4 MPa和102.2 MPa;焊核区微观组织为细小等轴晶粒,热影响区组织形貌与母材接近,略有粗化现象;接头显微硬度分布呈W型,母材硬度约为108 MPa,焊核区约为75 HV,距离焊缝中心约10 mm的HAZ软化区硬度值最低,约为55~60 HV;疲劳源多为氧化物夹杂造成的应力集中诱发形成。     

高速列车用7N01铝合金搅拌头选择及接头性能研究

采用四种不同形式搅拌针的搅拌头对7N01铝合金进行了搅拌摩擦焊试验。结果表明:三平面搅拌针和左旋槽搅拌针可以保证焊缝在材料厚度方向上的尺寸变化均匀,有利于保证焊接接头力学性能的均匀与连续。焊缝两侧塑化金属流动状态不同,前进侧母材晶粒表现为向上运动的拉长变形,而后退侧母材晶粒在水平方向上与焊核晶粒过渡并连接。拉伸试验结果表明,接头具有较好的拉伸性能。     

高速列车6N01铝合金型材激光-MIG复合焊研究

针对高速列车的单层地板和侧墙部件,分别采用MIG焊和激光-单丝MIG复合焊进行6N01铝合金型材试验研究,优化了复合热源焊接的坡口尺寸,对比分析了两种焊接方法的焊缝成形、焊接效率、接头力学性能及微观组织。试验结果表明,复合焊在焊接速度为3 m/min时仍可获得良好的焊缝成形,与MIG焊相比,复合焊接效率可提高3倍以上,抗拉强度提高9%左右。     

高速列车底架结构承载应力场数值分析

高速列车底架采用铝合金挤压型材和板材焊接而成,焊接残余应力的分布状态及水平直接影响高速列车的承载能力及安全使用寿命问题。针对承受典型载荷形式的高速动车底架,采用非线性有限元软件Marc对底架结构的焊接残余应力场及工作载荷作用后的残余应力进行数值模拟,确定了残余应力危险点位置,发现承受拉伸载荷后底架应力存在一定松弛。     

Effect of flame heating pass on microstructure and properties of A6N01 aluminum alloy welded joint

Flame heating combined with water cooling was used to straighten A6N01 aluminum alloy welded joint and effect of flame heating pass on its microstructure and mechanical properties was studied.Results showed that the flame induced the precipitation and growth of the Mg2Si phase on the Al substrate for the thermal aging A6N01 aluminum alloy welded joints, thus it led the decrease of micro-hardness and tensile strength of the A6N01 aluminum alloy welded joint with the increase of the heating pass.However, the fatigue property of the flame heated joint was improved because the Mg2Si precipitation hindered the initiation and propagation of the fatigue crack.     

铝合金薄板焊接接头残余应力分析

铝合金型材已经被广泛用作高速列车车体材料,其结构件焊接接头的服役安全可靠性至关重要。残余应力对接头的疲劳寿命影响很大,能够准确、无损、快速对焊接结构的残余应力进行测试。分别采用小孔法及X射线衍射法进行残余应力测试,通过对比分析两种方法测量的焊接接头残余应力的分布及数值,发现小孔法测量数值稍大于X射线衍射法;射线法测得数值波动范围较小孔法大,其主要原因是测量试件表层应力。但两种方法测量结果的总体趋势一致,故采用无损的X射线衍射法测量3 mm5083-H111薄板的MIG焊接头是可行的。     

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。