不同錯(cuò)邊量對(duì)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(guó) 陳曉霞 魯二敬

(中車唐山機(jī)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(qiáng)度高，無(wú)磁性，成型加工性能好等特點(diǎn)，在高速列車交通運(yùn)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(huì)面臨重復(fù)性載荷帶來(lái)的疲勞斷裂問(wèn)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(guò)程中，常采用新型雙軸肩攪拌摩擦焊[3-4]。焊接時(shí)，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(cuò)邊量對(duì)焊接頭疲勞性能的影響對(duì)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(cuò)邊量裝配參數(shù)，對(duì)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(guò)對(duì)試件疲勞斷口的掃描分析，確定了不同裝配條件對(duì)6005-T6鋁合金焊接接頭疲勞性能的影響。

1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用雙軸肩攪拌摩擦焊(BT-FSW)對(duì)5 mm厚的6005-T6鋁合金型材試板進(jìn)行焊接，試驗(yàn)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(yàn)材料化學(xué)成分 /%

表2 6005-T6鋁合金試驗(yàn)材料力學(xué)性能

1.2 試驗(yàn)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(cuò)邊量裝配圖如圖1所示。分別進(jìn)行裝配錯(cuò)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(yàn)，攪拌頭轉(zhuǎn)速取400 r/min，焊接速度取300 mm/min；對(duì)焊接完成的試件均進(jìn)行了外觀檢測(cè)和滲透檢測(cè)，結(jié)果全部合格。……