6N01铝合金激光复合焊焊接接头组织与性能的研究

【摘要】：铝合金在铁路运输尤其是轨道车辆的应用越来越广,6N01铝合金作为我国高速列车车体的主要用材,具有质量轻、强度高和寿命长等优点,但对其焊接时会有一定的不便,特别是对其进行焊接时选择合理的焊接方法更是迫在眉睫。本文在不同焊接方法下(MIG焊、激光复合单丝焊、激光复合双丝焊)对3mm板厚的6N01铝合金进行对接焊接,通过对焊接试板进行无损检测试验、拉伸试验、弯曲试验、显微硬度试验、金相试验和疲劳试验,综合评定出不同的焊接方法对6N01铝合金对接接头组织和性能的影响,选择出合理的焊接方法。不同焊接方法下6N01铝合金对接接头所有焊缝成形良好,X射线检探伤检测试验均为B级,且所有接头的弯曲试验全部合格,试件的弯曲角均达到了180°,试件均没有裂纹出现。三种焊接方法下的对接接头的抗拉强度均达到标准,激光复合单丝焊的抗拉强度和屈服强度明显高于其他两种焊接方法,断面收缩率和伸长率也低于其他两种焊接方法,激光复合双丝焊的断面收缩率远高于其他两种焊接方法的。三种焊接方法下,对接接头均有软化现象,MIG焊的软化区最宽,激光复合单丝焊和激光复合双丝焊的软化区相近,但是激光复合双丝焊的软化程度更加严重。6N01铝合金母材显微组织为沿轧制方向延长呈纤维状的晶粒,α(Al)基体上分布着时效过程中析出的Mg2Si强化相;三种焊接方法下焊缝区组织形态主要呈枝晶结构,且在组织中都有Mg2Si相析出。激光复合单丝焊和激光复合双丝焊由于热输入量较大,使得焊缝区的晶粒较MIG焊时的晶粒较大;热影响区显微组织均为沿轧制方向延长呈纤维状的晶粒,并且在α(Al)基体上分布着时效过程中析出的Mg2Si强化相,除析出相有所增加外,组织形态变化不大;熔合区无明显柱状晶。在指定寿命为1×107次循环下,不同焊接方法对6N01铝合金对接接头(去掉余高)的疲劳性能影响较为明显。MIG焊6N01铝合金对接接头的疲劳性能最低,激光复合单丝焊和激光复合双丝焊6N01铝合金对接接头的疲劳性能相对MIG焊较高,但是由于激光复合双丝焊对接接头处软化现象较严重,所以激光复合单丝焊疲劳性能较为优秀。3mm板厚的6N01铝合金进行焊接时,采用激光复合单丝焊时对接接头的组织与性能相对MIG焊和激光复合双丝焊较好。