高速列車鋁合金材料焊接熱裂紋傾向研究.pdf

1、鋁合金制品具有質輕、美觀和耐蝕性好等特點，已成為高速列車車體的首選材料。國產鋁合金高速動車焊接結構在焊接制造加工中，熱裂傾向大，尤其是在熔化焊工藝中，熱輸入量大，熱裂問題非常突出。本文通過一系列試驗和數(shù)值模擬計算，研制了專用試驗裝置，對高速列車A6N01S鋁合金材料的焊接熱裂紋傾向性形成和機理進行了深入研究。
　　通過對熱裂紋斷口橫截面掃描電鏡觀察、縱向載面能譜分析、高溫熱模擬試驗下的斷口觀察，證實A6N01S鋁合金焊接熱裂紋形成

2、的微觀機制是：在焊縫中心冷卻后期的液態(tài)薄膜和焊接升溫過程中熱影響區(qū)內第二相Mg2Si組分液化形成的液態(tài)薄膜，在較小的外加應力作用較快的加載速度下，發(fā)生晶界分離導致開裂。在相同外界的應力拘束條件下，不同材料的熱裂紋敏感性決定因素是其高溫的塑性儲備。
　　根據(jù)焊接熱裂紋的產生的冶金機理和力學條件，設計了專用快速測試材料熱裂紋傾向性的裝置，通過試驗測試，證明研制的焊接熱裂紋傾向測試裝置具有簡便、快速、高精度、定量等一系列優(yōu)點，可以定量檢

3、測出母材、焊絲與母材匹配的熱裂傾向，具有很好的通用性和實用性。
　　通過數(shù)值模擬中溫度場分析與試驗溫度場的測量進行比較，驗證了兩者的一致性，并確定了試驗裝置在試驗中的相關參數(shù)。在已知熱裂傾向的材料試驗中，驗證了裝置測試的準確性。
　　利用研制的熱裂紋傾向試驗裝置，對日本產Jk、國產K4、N7、M3四種A6N01S鋁合金材料焊接熱裂紋傾向性進行了檢測和評定，結果表明日本材料Jk的裂紋總長度及最大裂紋長度在四種材料中處于較低水平