焊缝余高对6082铝合金焊接接头疲劳性能的影响

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1、WeldingV01．42No．10Oct．2013·工艺与新技术·35Technology文章编号：1002—025X(2013)10-0035—03焊缝余高对6082铝合金焊接接头疲劳性能的影响王润1，侯振国2，钮旭晶2，张艳辉2，王陆钊2(1．长春轨道客车股份有限公司，吉林长春130062；2．唐山轨道客车有限责任公司，河北唐山063035)摘要：本文通过对去掉焊缝余高、保留焊缝余高的6082铝合金焊接接头的疲劳性能进行了对比研究，结果表明：2种焊接接头的中值疲劳极限值基本相当：去掉焊缝余高焊接接头的疲劳断裂均位于焊接热影响区，而保留焊缝余高焊接接头的疲劳断裂位于热影响区或者

2、焊趾处．这说明焊缝余高和焊接热输入对6082铝合金焊接接头疲劳性能的影响基本相同。关键词：6082；焊缝余高；焊接接头；疲劳性能中图分类号：TG407文献标志码：B表1试验材料的化学成分(质量分数)(％)牌号SjFeCuMnMgCr0引言6082一T60．40O．26(0．10<0．10066O．106082铝合金属于热处理强化铝合金，具有中等A15087≤0．25<0．10≤O．050．6一1．04．3～5．20．05—0．25强度和良好的焊接性、耐蚀性，是我国高速列车车牌号ZnNiTiZrAl体的主要材质⋯。高速列车不断运行要承受疲劳动6082一T6<0．10<0．05<0．1

3、0余量A15087≤0．25≤0．150．08～0．2余量载荷。因此疲劳强度是衡量焊接接头性能的一个重表2试验材料的力学性能要指标。牌号屈服强度Rm√MPa抗拉强度RdMPa伸长率A，(％)6系列铝合金焊接过程中由于热输入的作用会导6082≥300≥255≥9致焊接接头强度的降低。焊接热影响区的过时效软化508712527517区是热处理强化铝合金焊接接头的薄弱环节之--[21。采用MIG多层多道焊焊接工艺．焊接设备为软化区疲劳强度相对母材要有比较明显的降低。同FRONIUS(福尼斯)TPS4000型全数字化脉冲焊机，时，焊缝余高的存在使得焊趾处应力相对集中也会背部加8mm永久性铝

4、垫板，间隙为3mm，坡口角对焊接接头的疲劳强度产生一定的影响。本文以度为700。焊接前用D40去除坡口油污．同时用千叶6082铝合金为对象，研究焊缝余高对焊接接头疲劳片对坡口进行打磨至露出金属光泽。保护气体为二性能的影响。元混合气妒(Ar)70％+9(He)30％，气体流量为18L／min。焊接顺序如图l所示。焊接工艺参数见表3。l试验材料及方法焊接完成后对试板分别进行外观检测、渗透探伤、X1．1试验材料射线探伤，所有焊接缺陷均按照ISO10042一B级来试验所用母材为6082一T6铝合金(固溶处理+人检验。工时效)。试件规格为350mmxl50mmx8mm。所用焊接填充材料为直径

5、1．2mm的MIGWELDA15087实心焊丝，试验材料的化学成分和力学性能分别见表1和表2。收稿日期：2013—05—06图1焊接顺序示意图36·工艺与新技术·焊接技术第42卷第10期2013年10月表3焊接工艺参数保留焊缝余高的6082铝合金焊接接头疲劳试样进行焊接电流电弧电压送丝速度焊丝伸出长道间温度焊道顺序／A，v／(m·

6、nin4)／ram，℃试验，通过单点法得出S-N曲线(图3)所示。通l22023．813．812一15过升降法确定焊接接头的中值疲劳强度。对于去掉222023．813．812—1580一100焊缝余高的试样，共有3级应力水平，有效试件数319023．41

7、2．212～1580—100419023．412．212～1580一10012个，存在5个子样对；对于保留焊缝余高的焊接1．2试验方法接头试样，也只有3级应力水平，有效试件数12对无损检测合格后的焊接试板进行加工得到疲个，存在6个子样对。2种不同状态的焊接接头升降劳试样。图2a为去除焊缝余高的6082铝合金焊接曲线如图3所示。160接头疲劳试件尺寸，图2b为保留焊缝余高的6082140铝合金焊接接头的疲劳试件尺寸。2组疲劳试样均按照GB／T13816—1992《焊接接头脉动拉伸疲劳试验皇120-遗。-方法》进行脉动拉伸疲劳试验，从而确定焊缝余高襄100镁对6082铝合金焊接接头疲劳

8、性能的影响。试验设备80为PLG一100型微机控制高频疲劳试验机，试验采用60l讧1舻一lrl矿i矿面的循环应力比R=0．1．指定循环寿命取1×107次。试应力循环次数N(a)去掉焊缝余高S—N曲线验过程先选择相对高的不同应力进行试验，得出不160同应力下发生疲劳断裂的循环次数。通过单点法绘140制出疲劳循环次数随应力改变的S-N曲线，然后用芒堇120升降法进行试验并绘制升降图．得出焊接接头的中谶‘鳗椒100值疲劳强度：最后用JSM一6360M型电子扫描电镜对螟，80