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(zhì)輕、美觀和耐蝕性好等特點(diǎn)，已成為高速列車車體的首選材料。國產(chǎn)鋁合金高速動(dòng)車焊接結(jié)構(gòu)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(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算，研制了專用試驗(yàn)裝置，對(duì)高速列車A6N01S鋁合金材料的焊接熱裂紋傾向性形成和機(jī)理進(jìn)行了深入研究。
　　通過對(duì)熱裂紋斷口橫截面掃描電鏡觀察、縱向載面能譜分析、高溫?zé)崮M試驗(yàn)下的斷口觀察，證實(shí)A6N01S鋁合金焊接熱裂紋形成

2、的微觀機(jī)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(nèi)第二相Mg2Si組分液化形成的液態(tài)薄膜，在較小的外加應(yīng)力作用較快的加載速度下，發(fā)生晶界分離導(dǎo)致開裂。在相同外界的應(yīng)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(chǔ)備。
　　根據(jù)焊接熱裂紋的產(chǎn)生的冶金機(jī)理和力學(xué)條件，設(shè)計(jì)了專用快速測試材料熱裂紋傾向性的裝置，通過試驗(yàn)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(diǎn)，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(shí)用性。
　　通過數(shù)值模擬中溫度場分析與試驗(yàn)溫度場的測量進(jìn)行比較，驗(yàn)證了兩者的一致性，并確定了試驗(yàn)裝置在試驗(yàn)中的相關(guān)參數(shù)。在已知熱裂傾向的材料試驗(yàn)中，驗(yàn)證了裝置測試的準(zhǔn)確性。
　　利用研制的熱裂紋傾向試驗(yàn)裝置，對(duì)日本產(chǎn)Jk、國產(chǎn)K4、N7、M3四種A6N01S鋁合金材料焊接熱裂紋傾向性進(jìn)行了檢測和評(píng)定，結(jié)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