高速列車用A7N01鋁合金焊接接頭疲勞性能的研究.pdf

1、隨著高速列車提速的要求,鋁合金材料已批量應(yīng)用于高速列車制造中。由于高速列車特殊的運(yùn)行條件,鋁合金材料焊后的疲勞性能得到了有關(guān)學(xué)者的普遍關(guān)注。中本文首先通過MIG焊接技術(shù)對(duì)5mm厚高速列車用A7N01鋁合金板材進(jìn)行了對(duì)接焊接,獲得了無缺陷焊件;然后利用金相技術(shù)結(jié)合TEM和XRD技術(shù)分析了鋁合金A7N01焊接接頭在熱循環(huán)作用下微觀組織的變化;最后分別對(duì)A7N01鋁合金的母材和焊接接頭試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn),描繪出部分S-N曲線并對(duì)疲勞斷口進(jìn)行SE

2、M觀察,以分析其疲勞性能。
　　 研究結(jié)果表明:利用MIG焊可以得到焊接質(zhì)量比較好的鋁合金焊接接頭,拉伸試驗(yàn)結(jié)果和顯微硬度測(cè)試表明A7N01鋁合金焊接接頭的焊縫區(qū)成為薄弱環(huán)節(jié);在焊接熱循環(huán)的作用下,ATN01鋁合金焊接接頭分為熱影響區(qū)、焊縫區(qū)以及母材區(qū),在不同的區(qū)域有著不同的顯微組織結(jié)構(gòu)、第二相分布,焊縫中心為等軸晶組織,焊縫邊緣形成了柱狀晶。熔合區(qū)形成柱狀晶粒,熔合區(qū)存在嚴(yán)重的化學(xué)不均勻性和物理不均勻性;疲勞結(jié)果顯示,母材和焊

3、接接頭的疲勞斷口都包括三部分,即疲勞裂紋萌生區(qū)、疲勞擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū),并且各個(gè)區(qū)域有著不同的斷口性貌;由于焊縫邊緣微觀組織的不均勻性,焊接接頭疲勞裂紋易于在此處產(chǎn)生,進(jìn)而向焊縫處擴(kuò)展,最終斷裂;焊接接頭和母材的裂紋都是在第二相處萌生,由于在焊接熱循環(huán)的作用下,焊接試樣焊縫處有更粗大的晶粒以及焊縫邊緣出第二相粒子的長(zhǎng)大,使焊接接頭的疲勞裂紋萌生以及擴(kuò)展更加容易進(jìn)行,從而使焊接接頭的疲勞壽命短于母材,疲勞性能嚴(yán)重下降。為提高A7N01鋁合金焊