不同錯邊量對6005-T6鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊接頭疲勞性能的影響

劉春寧 鈕旭晶 侯振國 陳曉霞 魯二敬

(中車唐山機車車輛有限公司 河北 唐山 063035)

高速列車車體多采用整體組焊結(jié)構(gòu)，而鋁合金具有自重輕，比強度高，無磁性，成型加工性能好等特點，在高速列車交通運輸?shù)裙I(yè)制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[1]。但大部分的鋁合金焊接接頭都會面臨重復(fù)性載荷帶來的疲勞斷裂問題[2]。攪拌摩擦焊是車體連接的高效焊接方法，在薄板鋁合金焊接過程中，常采用新型雙軸肩攪拌摩擦焊[3-4]。焊接時，適宜的裝配工藝參數(shù)可有效提高工件焊接接頭性能，保證生產(chǎn)質(zhì)量[5]。因此，研究不同組裝錯邊量對焊接頭疲勞性能的影響對于完善雙軸肩攪拌摩擦焊工藝有重要的意義。

下文結(jié)合6種不同的錯邊量裝配參數(shù)，對雙軸肩攪拌摩擦焊下6005-T6鋁合金型材焊接接頭疲勞性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，通過對試件疲勞斷口的掃描分析，確定了不同裝配條件對6005-T6鋁合金焊接接頭疲勞性能的影響。

1 試驗材料與試驗方法

1.1 試驗材料

試驗采用雙軸肩攪拌摩擦焊(BT-FSW)對5 mm厚的6005-T6鋁合金型材試板進(jìn)行焊接，試驗材料的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))和力學(xué)性能分別如表1和表2所示。

表1 6005-T6鋁合金試驗材料化學(xué)成分 /%

表2 6005-T6鋁合金試驗材料力學(xué)性能

1.2 試驗方法

試板尺寸為500 mm×300 mm×5 mm的6005-T6鋁合金型材，采用雙軸肩攪拌摩擦焊，錯邊量裝配圖如圖1所示。分別進(jìn)行裝配錯邊量為前進(jìn)側(cè)高0.5 mm、0.7 mm、1 mm和后退側(cè)高0.5 mm、0.7 mm、1 mm的工藝試驗，攪拌頭轉(zhuǎn)速取400 r/min，焊接速度取300 mm/min；對焊接完成的試件均進(jìn)行了外觀檢測和滲透檢測，結(jié)果全部合格。……