介绍不同保护气体对6082铝合金焊接接头性能影响的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com兰⋯中国商铁焊接r鳝搭不同保护气体对6082铝合金焊接接头性能影响的研究唐山轨道客车有限责任公司(063035)刘春宁钮旭晶张艳辉吴晓明孙斌斌摘要当铝合金板厚大于8mm时，常用的保护气体有：70％Ar+30％He+0．015％N2三元保护气体、70％Ar+30％He二元保护气体等。通过常规力学试验和脉动拉伸疲劳试验对两种不同保护气体下6082铝合金焊接接头的常规力学性能和疲劳性能进行了研究。结果表明：两种保护气体下的焊接接头均具有良好的拉伸和弯曲性能；保护气体为70％Ar+30％He+0．015％N2时，中值疲劳强度为87．5MPa

2、；保护气体为70％Ar+30％He时，中值疲劳强度为111．3MPa；采用三元气体为保护气体焊接时，焊接接头的疲劳强度要明显低于采用二元气体。关键词：6082铝合金不同保护气体焊接接头疲劳性能中图分类号：TG457为了确定70％Ar+30％He+0．015％N2三元保护0前言气体与70％Ar+30％He二元保护气体的焊接效果，文铝合金具有密度小、比强大等优点，被广泛应用于中对这两种保护气体分别进行工艺评定试验，以确定两高速动车组的车身制造上，而高速动车组制造的核心种保护气体对高速列车铝合金焊接工艺性和疲劳眭能的就是铝合金焊接技术1j。唐山轨道客车有限责任公影响，为高速

3、列车以及城轨地铁的生产提供理论依据。司在铝合金高速列车车体制造中引进西门子制造技1试验材料与方法术。采用70％Ar+30％He+0．015％N2三元保护气体焊接板厚8mm以上的铝合金时，N：加入有效改善了1．1试验材料电弧稳定性，减少缺陷的产生。但70％Ar+30％He+试验用母材为ENAW一6082～T6铝合金，固溶处0．015％N，三元保护气体配置工艺复杂、成本较高，如理十人工时效状态供货。试件尺寸规格为300mEX何在不影响焊接质量的前提下，降低焊接成本，是厚板150mm×8mm。焊接材料选用直径为4,1．2mm的铝合金焊接时的重要课题。70％Ar+30％He二

4、元保IS018273-2004A15087实心焊丝。试验材料的化学护气体也可用于铝合金的焊接，且价格较低。成分和力学性能分别见表1和表2。表1母材与焊丝的化学成份(质量分数，％)表2试验材料的力学性能1．2焊接工艺试验试验选择70％Ar+30％He+0．015％N三元保护气体与70％Ar+30％He二元保护气体两种不同保护的保护气体，按照工厂现有的焊接工艺分别对试板进行焊接。焊接坡口为70。，焊前坡口用角磨机打磨露出金属光泽，D40清洗去油污，采用FRONIUS(福尼斯)TPS4000型全数字化脉冲焊机施焊。采用多层多道焊接工艺，坡收稿日期：2014—11—19口形式

5、及焊接顺序见图1。焊接工艺参数见表3。2015年第1期2l学兔兔www.xuetutu.com俘掳中国高铁焊接锄高频疲劳试验机，其技术规格为：静态负荷精度±1％，动负荷平均波动度±1％，动负荷振幅波动度±2％。试验采用的循环应力比R=0．1，指定循环寿命取1X10次。在试验过程中，当疲劳裂纹尺寸足够(a)坡口形式大导致载荷加不上去时，自动卸载停振，并记录循环次数，通过升降法计算焊接接头的中值疲劳强度并对疲劳断口在JSM一6360M型电子扫描电镜下进行形貌观察。(b)焊接顺序2试验结果及讨论图1坡口形式及焊接顺序示意图2．1无损检测试验表3焊接工艺参数外观检测参照ISO

6、10042-2005《铝及铝合金的弧焊接头缺陷评定》B级标准进行检验。采用焊缝检测尺分别对焊缝的余高、焊缝宽度进行检测，焊缝表面均无裂纹、超标的咬边、夹杂以及气孔等焊接缺陷，12～1580～1o0焊缝与母材之间都过渡良好。渗透检测参照ISO23277-2009((焊缝的无损检测——焊缝的渗透检验19023．412．212—1580—100一验收等级》标准中规定的焊缝显示的允许极限2X级来评定。该标准规定验收等级为2X的线性显示L对接工艺试验试件焊接后均依据ISO15614_2≤2，非线性显示D≤6。所有试板进行渗透检测时，《金属材料焊接工艺规程及评定——焊接工艺评试验

7、均未发现超标的线性显示和非线性显示。对焊缝进第二部分：铝及铝合金的弧焊》标准要求进行相关无损行射线检测，片子评定应参照ISO10042-2005《铝及检测(外观检测、渗透检测和x射线检测)以及破坏性铝合金的弧焊接头缺陷评定》B级内部缺陷标准，内试验(拉伸、弯曲、硬度)。部未显示裂纹。气孔、未熔、夹杂等焊接缺陷均不超1．3脉动拉伸疲劳试验标，焊缝经评定合格。试验参照GB／T13816_92《焊接接头脉动拉伸2．2拉伸试验疲劳试验方法》进行。疲劳试验前需将垫板去掉且加分别对70％Ar+30％He+0．015％N，三元保护气工掉1mill，正面焊缝去掉加强