第33卷第11期 2012年11月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.33No.11 November2012
A7NO1铝合金焊接接头的不均匀特性
张亮'，方洪渊，王林森"2，刘雪松"（1.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点试验室，哈尔滨150001； 2.中国东方电气集团东方锅炉股份有限公司，自贡643001）
摘要：以A7N01铝合金焊接接头为分析对象，通过金相试验、显微硬度试验、拉伸试验和缺口疲劳试验分析了焊接接头微区的不均勾性。结果表明，A7N01铝合金焊接接头母材、焊缝、热影响区内的组织和硬度差别较大，焊缝硬度最低约为HV75，母材焊缝最高约为HV110，热影响区内硬度变化较大母材的屈服强度和抗拉强度高于焊缝和热影响区，面热影响区的断后伸长率最高。三个区域内疲劳裂纹萌生寿命差异较小，裂纹萌生寿命与总寿命之比近似为常数，疫劳总寿命差别明显，母材的疫劳总寿命最长，焊缝疫劳总寿命最短
关键词：铝合金；不均勾性；疲劳裂纹萌生寿命；微区性能
中图分类号：TC405 序
言
0
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2012)11009704
张亮
速列车的车体结构[3.4]。一些学者对 A7N01 铝合金焊接接头应力腐蚀和晶间腐蚀、疲劳裂纹扩展、循环
随着高速列车速度的不断提升，车体结构的服
役安全性引起了越来越多的关注，高速列车车体中存在着大量的焊接接头，焊接接头的力学性能成为了人们关注的重点，由于焊接是一个快速的加热和冷却过程，焊接接头各区域所受的焊接热循环差异较大，并且母材和填充金属成分常常不完全相同，使得焊接接头在成分、组织和性能上都是一个不均匀体，这种不均性对结构的力学行为，特别是断裂行为具有重要的影响(1,2)
A7N01铝合金因具有较高的比强度、良好的热加工性、耐腐蚀性以及优良的焊接性而广泛用于高
特性等方面做了细致的工作(5-7)，但A7NO1铝合金焊接接头的不均匀性尚未引起就足够的重视
试验方法
试验所用材料为高速列车车体结构常采用的 A7N01铝合金材料厚度为6mm，试验所用焊丝牌号为ER5356，焊丝直径1mm，母材和焊丝的化学成分如表1所示，采用手工钨极氩弧焊进行焊接，焊接电流为200A，电弧电压为23~25V，焊接速度 1.67mm/s，保护气流量12~15L/min
A7N01铝合金和ER5356焊丝的化学成分（质量分数，%）
表1
Table1
牌号 A7N01 ER5356
si 0.35 0.057
Fe 0.40 0.12
Chemical compositions of A7N01 alloy and wires ER5356
Ca 0.20 0.011
Mn 0.15 0.13
显微组织观察试样经金相砂纸研磨后，进行机械抛光，然后用腐蚀剂进行腐蚀（HF1mL，HCI1.5
在OLYMPUS
mL,HNO,2.5 mL and H,095mL).
GX71光学显微镜下进行显微组织观察，采用EDS
进行化学成分分析收稿日期：2011-05-10
万方数据
Mg 1.20 4.9
Cr 0.20 0.065
Zn 4.60 0.13
Ti 0.11
AI 余量余量
为评价焊接接头各个微区的力学不均性，进行了硬度试验、拉伸试验和缺口疲劳试验，显微硬度试验在岛津HMV-2型显微硬度计上进行，加载载荷为2N，保持载荷时间为10s.分别在母材、焊缝和热影响区上截取拉伸试件，由于热影响区较窄，将热影响区的厚度作为试件的宽度，反映了热影响区综合的拉伸性能，所有拉伸试验都在Instron5569电