補(bǔ)焊熱循環(huán)對(duì)鋁合金接頭性能的影響規(guī)律及機(jī)理.pdf

1、為了滿足高速列車(chē)安全、舒適、輕量化節(jié)能的要求，車(chē)體主要結(jié)構(gòu)使用鋁合金材料已經(jīng)成為了目前的主流趨勢(shì)。5083及6N01鋁合金為高速列車(chē)制造中普遍使用的兩種鋁合金材料，兩者具有較好的焊接和成型性能。國(guó)際國(guó)內(nèi)在役高速列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中反映出的普遍性問(wèn)題是：承受動(dòng)載荷作用的鋁合金車(chē)體不可避免的出現(xiàn)開(kāi)裂情況。為了避免重大事故的發(fā)生，保證高速列車(chē)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行，必須對(duì)已發(fā)現(xiàn)的裂紋等嚴(yán)重缺陷進(jìn)行及時(shí)一次甚至多次修補(bǔ)，但鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的補(bǔ)焊是焊接接頭的多

2、次受熱過(guò)程，由此可能引起的負(fù)面作用亟待考察和論證。
　　本課題對(duì)高速列車(chē)車(chē)體用5083、6N01兩種鋁合金材料進(jìn)行MIG多次補(bǔ)焊研究，對(duì)一次焊接接頭及一至三次補(bǔ)焊接頭進(jìn)行了綜合力學(xué)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)及微觀組織分析，掌握了多次補(bǔ)焊過(guò)程對(duì)接頭靜力學(xué)性能和疲勞性能的影響規(guī)律，對(duì)微觀組織影響力學(xué)性能的機(jī)理進(jìn)行了探討。靜力學(xué)試驗(yàn)的結(jié)果表明，6N01及5083鋁合金隨著補(bǔ)焊次數(shù)的增加接頭強(qiáng)度均有不同程度的下降，6N01鋁合金補(bǔ)焊接頭存在明顯的熱影響

3、區(qū)軟化現(xiàn)象，其接頭斷裂時(shí)存在明顯的頸縮現(xiàn)象。彎曲試驗(yàn)的結(jié)果表明，5083焊接及補(bǔ)焊接頭承受彎曲載荷能力較強(qiáng)，而6N01鋁合金的二、三次補(bǔ)焊接頭承受彎曲載荷能力較弱，補(bǔ)焊次數(shù)對(duì)不同鋁合金焊接接頭力學(xué)性能影響規(guī)律不同。通過(guò)微觀組織分析以及顯微硬度測(cè)試發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)焊次數(shù)增多使兩種鋁合金材料的晶粒長(zhǎng)大傾向明顯，強(qiáng)化相分布均勻性下降，5083鋁合金的形變強(qiáng)化效果減弱，而6N01在二次補(bǔ)焊時(shí)發(fā)生了明顯的“過(guò)時(shí)效”現(xiàn)象，進(jìn)一步導(dǎo)致靜力學(xué)性能的下降。

4、>　　完成了兩種鋁合金多次補(bǔ)焊接頭的疲勞性能測(cè)試，獲得了相應(yīng)的S-N曲線，通過(guò)S-N曲線擬合推算條件疲勞極限，評(píng)估接頭的疲勞性能；完成裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)，獲得了不同補(bǔ)焊條件下焊接接頭的斷裂力學(xué)參數(shù)；利用數(shù)值模擬結(jié)合試驗(yàn)測(cè)試掌握了補(bǔ)焊接頭的殘余應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律；進(jìn)行不同工作應(yīng)力、不同初始裂紋長(zhǎng)度、不同補(bǔ)焊次數(shù)下結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋擴(kuò)展剩余壽命對(duì)比分析。發(fā)現(xiàn)的重要規(guī)律是：焊縫為5083鋁合金接頭的薄弱環(huán)節(jié)，熱影響區(qū)為6N01鋁合金接頭的薄弱環(huán)節(jié)；50