第38卷第1期 2017年1月
焊接学报
TRANSACTIONS OFTHECHINA WELDINGINSTITUTION
Vol.38 January
新型高铜的6005A铝合金焊接接头疲劳性能
季凯，张静，徐玉松
（江苏科技大学（张家港校区）冶金与材料学院，张家港215600）
No.1 2017
摘要：采用扫描电镜，透射电镜，拉伸试验及疲劳试验分析两种6005A铝合金焊接接头的组织及疲劳性能，揭示影响6005A铝合金焊接接头疲劳裂纹形成的主要原因.结果表明，适量铜能显著提升商用6005A铝合金拉伸性能与疲劳性能，其抗拉强度、断后伸长率和高周疲劳强度分别为220MPa，12%和106MPa.6005A铝合金焊接区域疲劳失效源于受焊接热输人影响的沉淀相Mg，Si粗化长大，适量铜能稳定热影响区相成分，改善远离焊缝的软化区
间强化相Mg,Si在结晶面上偏聚，提高接头区域的疲劳性能关键词：6005A铝合金；焊接接头；S-N曲线；强化相Mg,Si
中图分类号：TG401 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253-360X(2017)01009504
体性能的升级
随着列车不断提速和服役条件的日益恶化，对轨道交通材料提出新的结构设计要求与质量控制准则尽管现有的车用6005A铝合金已具备良好的综合性能，但这并不意味着其焊接接头也具有相似的性能，并且多数焊接构件在实际车况中还需承受定的交变载荷，疲劳作为车体焊接构件以及机械零件破坏的最主要形式，影响车体材料服役寿命的重要因素"]，因此，在常规力学性能的基础上，研究车用铝合金焊接接头的疲劳性能具有重要的理论价值与现实意义，
目前，国内外研究者多从疲劳失效机制和疲劳数值模拟两方面来探索分析高速列车用6005A铝合金焊接材料[2-4]．铝合金车体材料的疲劳失效机制的核心在于控制合金的纯度（Fe和Si杂质元素）、硬相质点的尺寸和分布以及合金的热处理状态等方式，来实现强化焊接构件薄弱部位目的。模拟分析主要基于有限元方法，提出疲劳累积损伤的数学模型，寻求铝合金车辆车体临界损伤的疲劳设计线，而文中采用商用和自制6005A合金焊接材料进行应力控制的疲劳试验，从影响合金疲劳热影响区组织与疲劳断口形貌出发，寻求兼具理想强度水平、良好煤接性能以及超长服役周期的高速列车用铝合金煤接材料的开发，实现高速列车重要材料结构部件整
收稿日期：2014-1122
基金项目：江苏省科技厅自然科学青年基金资助项目
(BK20130465)；江苏教育厅高校基金面上资助项目(13KJB430011)
万方数据
试验方法
采用电磁搅拌法熔铸铝合金，合金制备工艺流
程为：将商用6005A铝合金（成分见表1）于740℃ 熔化后加人一定量Al-Cu中间合金：熔炼后合金液于720℃浇入预热温度250的铁模中，浇铸得到尺寸为100mm×100mm×50mm的合金铸锭.铸锭的均匀化热处理制度为550℃保温4h.铸锭铣面后经500℃热轧至25mm；热轧样品经415℃2h 中间退火，最后冷轧至15mm.冷轧合金板材的热处理工艺为：500℃，2h固溶，水淬（水温15℃）， 180℃时效8h.采用德国Ounito503MIG焊机焊接 6005A铝合金试样，焊接方式为单面焊，坡口倾角 60°选用直径为4mm的ER5356焊丝（成分见表1），主要焊接工艺参数见表2
表16005A铝合金及其焊丝的化学成分（质量分数，%）
Table1
6005A aluminum alloy and ER5356 welding wire
材料商用6005.A ER5356 自制6005A
si 0. 79 0.25 0.78
表2
Fe 0.35 0.33 0.41
Cu 0.02 0.10 0.44
Mn 0.72 0.14 0.72
焊接主要工艺参数
Mg 0.93 5.3 0.87
Process parameters in welding
Table2
焊接电压 U/V 40 ±5
焊接电流 I/A 180 ± 10
焊接速度 t/(mm+s-")
5
AI 余量余量余量
焊接热效率 m(%) 80