6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头疲劳性能分析

通过对3.3 mm厚6005A-T6铝合金型材双轴肩搅拌摩擦焊接头进行疲劳试验,分析型材平行段宽度及厚度对试件疲劳性能的影响;并结合典型参数下焊接接头的宏观成形及其微观组织演变,揭示型材双轴肩搅拌摩擦焊接头的断裂行为.结果表明,典型参数下(转速1000 r/min、焊接速度100 mm/min、平行段宽度和厚度分别为11.8 mm和3.1 mm)接头的拉伸断裂位置位于后退侧热影响区;型材接头前进侧热力影响区晶粒组织的特征会影响型材疲劳裂纹产生与开动;疲劳断口扫描分析显示断口无明显缺陷,试件疲劳条带的扩展区和瞬断区具有典型的疲劳断裂特征,断裂发生在前进侧热影响区位置.

6005A铝合金型材焊接接头组织与性能

采用国产６００５Ａ铝合金进行焊接试验，并对焊接接头进行了力学性能检测及金相显微组织观察。结果表明，６００５Ａ铝合金的焊接接头焊缝两侧离焊缝中心约１０～１５ｍｍ的地方存在一对对称分布的软化区，其原因是由于焊接热的影响使该部位发生了过时效．对进口的６００５Ａ大型多孔铝型材焊接接头进行分析，发现焊接接头上软化区硬度降低的程度明显较小，这是由于实际的多孔型材在该部位设置有加强筋，加强筋有显著的散热作用，降低了焊接过程中该部位的温升。另一方面，加强筋增大了软化区的承载面积，有机械补强作用。

6005A铝合金型材搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究

对车身用6005A铝合金FSW对接板材进行了拉伸性能、拉伸疲劳性能试验研究,并与母材进行了对比;对6005A铝合金FSW对接型材进行了拉伸性能、拉伸疲劳性能和三点弯曲疲劳性能试验研究;根据疲劳试验结果,拟合出6005A铝合金FSW对接板材、型材的拉伸、三点弯曲的S-N曲线(R=0.1),并由此得出该结构的疲劳强度;由6005A铝合金FSW对接型材的静拉伸、疲劳拉伸和三点弯曲疲劳载荷作用下的失效位置,证实了FSW接头的可靠性,为结构的设计和使用提供了可靠的试验数据支持。

表面状态对6005A-T6铝合金型材BT-FSW接头耐应力腐蚀性能的影响

对两种焊前表面处理的6005A-T6铝合金型材试板进行双轴肩搅拌摩擦焊(BT-FSW),制备出两种表面状态下的应力腐蚀(SCC)敏感性试样。分别比较在模拟海水溶液(3.5%NaCl)与自然环境(空气)中两种表面状态试样的慢应变速率拉伸试验(SSRT)结果,比较SCC指数相对值来判定试样对应力腐蚀的敏感性。结果表明:两种焊前表面状态BT-FSW接头的4种应力腐蚀敏感系数相当,在模拟海水的含Cl-溶液中未表现出对应力腐蚀的敏感性。SEM扫描结果显示:在自然环境和腐蚀介质中,两种试验接头断口形貌均呈纤维状,未出现明显夹杂缺陷和脆性开裂特征,边缘和中心区域包含大量等轴韧窝,均属于典型韧性断裂。

返修工艺对6005-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头性能的影响

在相同工艺参数下,对6005-T6铝合金型材双轴肩搅拌摩擦焊接头进行一次返修,并对其疲劳试件断口进行SEM扫描与分析。结果表明:返修后焊接接头的疲劳强度低于未返修焊接接头,随着应力的增大,从低应力区到高应力区,两种接头疲劳强度差异缩小;由升降法计算得未返修焊接接头疲劳极限为101.7 MPa,返修接头疲劳极限为75 MPa。断口分析表明:一次返修后疲劳试件未发现明显缺陷,断裂位置主要集中在母材,启裂区表面平滑,扩展二次裂纹少,疲劳纹清晰且粗大,终断区为韧性断口,可观察到大量浅韧窝。

装配间隙对6005A-T6铝合金型材BT-FSW接头抗应力腐蚀性能的影响

对6005A-T6铝合金型材进行BT-FSW双轴肩搅拌摩擦焊,研究了0、0.5和1 mm三种装配间隙对焊接接头应力腐蚀(SCC)敏感性的影响。利用SEM扫描电镜对接头慢拉伸(SSRT)应力腐蚀试件断口截面形貌和微观缺陷进行了观察与分析。结果表明:装配间隙越大,焊接接头应力腐蚀开裂敏感性就越大。在0~0.5 mm范围内,间隙量对接头中心区域组织形貌影响较弱,断口均位于热影响区HAZ,是典型韧性断口。当间隙量到达1 mm时,应力腐蚀裂纹萌生于焊核区中心C型线界面,腐蚀区光亮平坦,中心放大区可以观察到细小放射状河流花样,断口类型为沿晶脆性断裂。

高速列车6005A-T6铝合金焊接接头软化分析

测试了6005A-T6铝合金双丝MIG焊和激光-双丝MIG复合焊的焊接热循环曲线,并利用热处理方法进行了焊接软化的热模拟试验,探讨了6005A-T6铝合金焊接接头的软化问题.结果表明,焊接热循环峰值温度超过260℃时热影响区开始软化,当峰值温度达到350℃左右时软化最为严重,晶内的非稳态强化相β″相及β’相转变为平衡态的β相(Mg2Si)并聚集长大是造成软化的根本原因;受热温度在260~500℃的热影响区,焊后经简单的时效处理后,硬度无法恢复至原始状态;复合焊的焊接热循环曲线在260℃以上的高温停留时间相对较短,这是造成复合焊接头软化程度低于常规MIG焊的直接原因.

火焰加热温度对6005A铝合金焊接接头性能的影响

针对铁路交通车辆用 60 0 5A铝合金型材的焊接变形 ,采用火焰加热方法进行矫正·研究了火焰加热温度对焊接接头抗拉强度、硬度及微观组织结构的影响·实验结果表明 ,当加热温度低于 2 0 0℃时 ,焊接接头的抗拉强度、硬度未降低 ,热影响区内软化区的显微组织未发生明显变化 ;当加热温度超过 2 0 0℃时 ,焊接接头的硬度发生较明显降低现象 。

高速列车A6005A铝合金焊接接头断裂韧性研究

为了研究高速列车常用A6005A铝合金材料抵抗裂纹扩展能力,对其焊接接头断裂韧性和冲击韧性进行了求解.采用三点弯曲法、扫描电子显微镜等求出焊接接头各部位冲击韧性、断裂韧性以及断口形貌,得到断裂韧性CTOD值δm(8)和J积分值Jm(8).试验结果表明,热影响区的冲击功为16.3 J;母材冲击功为11.5 J;焊缝区域最差,冲击功为5.5 J.CTOD数据表明,HAZ处δm(8)=0.373 9 mm,母材δm(8)=0.089 2 mm,焊缝δm(8)=0.069 7 mm.J积分数据表明,HAZ处Jm(8)=109.454 kJ/m2,母材Jm(8)=38.249 kJ/m2,焊缝Jm(8)=16.231 kJ/m2.热影响区断口上韧窝比母材上韧窝大,其韧性更好.焊缝上气孔、夹杂较多,其塑性较差,冲击吸收功很低.冲击韧性和断裂韧性表征规律一样,热影响区值抵抗裂纹扩展能力最好,母材次之,焊缝区最差.

铁路车辆用6005A铝合金大型材焊接性能研究

采用进口ER5356焊丝和自制Al-Mg合金焊丝对车辆用6005A铝合金大型材进行了焊接,对焊接接头组织与性能进行了分析和研究。结果表明,6005A铝合金大型材焊接接头的最薄弱的部位位于离焊缝中心约15～20mm的热影响区内的软化区,软化区产生的主要原因是该区强化相粒子在焊接热循环过程中发生过时效,产生聚集粗化。

7005铝合金型材焊接接头组织与性能

研究了大型车辆用７００５铝合金型材熔化极惰性气体保护焊（ＭＩＧ）焊接接头的显 微组织与力学性能，结果表明：７００５铝合金型材焊接接头最薄弱环节是焊道处．其次是焊接热影响 区内的软化区；焊道为通常的铸态组织，紧挨着焊道的是狭窄的半熔化区，随后通过热影响过渡到 基材区；焊接接头热影响区的硬度随停放时间的延长，硬度值显著提高，表现出明显的自然时效强 化效应。并对焊接接头不同区域的显微组织特征、性能变化及软化区形成的原因进行了分析和讨 论。

新型高铜的6005A铝合金焊接接头疲劳性能

采用扫描电镜,透射电镜,拉伸试验及疲劳试验分析两种6005A铝合金焊接接头的组织及疲劳性能,揭示影响6005A铝合金焊接接头疲劳裂纹形成的主要原因.结果表明,适量铜能显著提升商用6005A铝合金拉伸性能与疲劳性能,其抗拉强度、断后伸长率和高周疲劳强度分别为220 MPa,12%和106 MPa.6005A铝合金焊接区域疲劳失效源于受焊接热输入影响的沉淀相Mg2Si粗化长大,适量铜能稳定热影响区相成分,改善远离焊缝的软化区间强化相Mg2Si在结晶面上偏聚,提高接头区域的疲劳性能.

轨道交通用6005A铝合金型材低倍组织亮线分析

采用低倍组织、金相显微组织、扫描电镜等测试分析,分析了轨道交通用6005A铝合金型材低倍组织亮线产生的原因。结果表明:挤压过程中局部金属流速差异是导致低倍组织亮线产生的最主要原因。低倍组织亮线在高倍金相图片上显示晶粒组织明显杂乱无章,呈无序排列,两侧正常组织显示为较为明显的细长挤压组织。通过修模增加铝合金与导流模入口的摩擦,增加档台平衡各部位静水压力,使各部位流速均匀,可以消除低倍组织亮线缺陷。

轨道交通车辆用大型材铝合金6005A的TTP曲线与7005合金双级时效特性的研究

利用力学性能测试等手段研究了淬火方式以及时效条件对6005A合金力学性能的影响,确定了6005A的合金的TTP(time temperature properties)曲线,发现其鼻尖温度在370℃左右。研究了7005合金的双级时效过程,该合金淬火后,经105℃,8h+155℃,5h的双级时效,可获得HB为116的高硬度。

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。

复杂大断面6005A铝合金型材挤压生产工艺分析

6005A铝合金是一种中等强度铝合金,已经成为轨道交通车辆制造中的重要材料。跟踪和分析了6005A-T6铝合金复杂大断面型材批量生产过程,总结了在合金成分设计、挤压和热处理等工艺方面适用的工艺参数。

盐雾环境对超声冲击前后6005A铝合金焊接接头残余应力的影响

经超声冲击处理后的6005A铝合金焊接接头的焊缝区、热影响区的残余应力与未经超声冲击处理的试样各区相比均有所下降,由拉应力转变为压应力,且各区残余应力变化起伏更小。在盐雾环境中腐蚀不同时间后,未经超声冲击的焊接接头试样的残余应力基本保持为拉应力状态,而经超声冲击处理后的试样基本保持压应力状态。结果表明,超声冲击可以有效改善6005A焊接接头的抗应力腐蚀性能。

6005A铝合金搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能

为了研究高速列车车体用T6时效6005A铝合金型材的搅拌摩擦焊接头耐工业性环境及海洋性气候腐蚀的性能.通过人造气氛腐蚀试验盐雾试验方法(GB/T10125-2012)、金属和合金的腐蚀电化学试验方法恒电位和动电位极化测量导则(GB/T24196-2009),对6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头的耐盐雾腐蚀性能及耐电化学点蚀性能进行了研究.盐雾试验搅拌摩擦焊接头腐蚀率低于母材,说明接头耐盐雾腐蚀性能更好;腐蚀后形貌保持最好的是热机影响区,其次是焊核.电化学试验搅拌摩擦焊热机影响区极化曲线在最左上方,腐蚀电流密度为3.005μA/cm2,腐蚀电位为-682.953 mV,说明耐酸性点蚀性能最好,其次是焊核,热影响区电化学参数较差,母材最差.研究结果表明:6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头整体耐腐蚀性能优于母材,尤其是热机影响区耐蚀性能很好,但热影响区耐蚀性能差.

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。

基于DIC技术的6005A-T6铝合金焊接接头非均匀循环变形实验研究

采用三维数字图像相关(DIC)技术揭示了6005A铝合金激光-MIG混合焊对接头的焊缝、热影响区和母材的循环变形行为特征。实验结果表明:6005A铝合金焊缝、热影响区和母材的单轴拉伸应力-应变曲线差别较大,母材的屈服强度和抗拉强度明显高于焊缝和热影响区,即热影响区是焊接接头最薄弱的区域。焊接接头焊缝、热影响区在非对称应力循环加载下表现出循环安定状态,而纯母材产生了明显的棘轮变形,因为焊接接头母材一直处于弹性变形状态,焊接接头的棘轮变形主要由焊缝和热影响区主导。