论文部分内容阅读
随着现代轨道交通的高速发展，车辆轻量化已成为交通轨道运输现代化的中心议题之一，尤其是铝、镁合金等新型轻量化材料的不断研发，为轨道交通车辆轻量化提供了基础，并获得了广泛的应用。焊接质量的控制对于轨道车辆的制造至关重要。因此对铝、镁合金等轨道交通用材料的焊接性能研究是十分重要的。 本课题针对镁、铝合金各自不同的焊接特性，采用经过优化的TIG焊焊接工艺参数分别进行了镁、铝合金TIG焊接试验。一类是采用自制的AZ31和AZ61焊丝作为填充材料，分别对AZ31、AZ613mm厚的镁合金薄板进行对焊和互焊；另一类则是采用ER5356铝合金焊丝作为填充材料，分别对6N01、7N01铝合金3.5mm厚的薄板进行TIG焊对焊和互焊。在相关焊接试验的基础上，通过金相分析、扫描电镜、X-ray物相检测、力学性能测试等实验方法，对焊接接头的外观形貌、显微组织、焊缝析出相及力学性能进行了测试和分析。 研究结果表明：在镁合金TIG焊试验中，采用AZ31和AZ61两种焊丝都能完成AZ31、AZ61镁合金薄板对焊和互焊，均能获得成型美观、质量良好的焊接接头；焊缝区均存在α-Mg和β-Mg17Al12两种相，由于焊接热循环的作用，两侧母材存在热影响区。在AZ31镁合金薄板对焊时，采用AZ31焊丝的AZ31焊接接头的焊缝和热影响区的硬度均低于母材，平均抗拉强度为180.3MPa，为母材的79.0％；而采用AZ61焊丝焊接的焊缝硬度最高，而热影响区最低，平均抗拉强度为228.3MPa，为母材的90.7%。在AZ61镁合金薄板对焊时，采用AZ31焊丝焊接的焊缝和热影响区的硬度均低于母材，平均抗拉强度为177.7MPa，为母材的61.9%；而采用AZ61焊丝焊接的焊缝硬度最高，而热影响区最低，平均抗拉强度为245MPa，为母材的85.4%。在AZ31与AZ61异种镁合金薄板互焊时，采用AZ31焊丝的焊接接头平均强度为161MPa，达到AZ31挤压板母材的64%左右，AZ31一侧断裂处距焊缝中心线为4.5mm左右，对应硬度值分布最低处。采用AZ61焊丝的焊接接头平均强度为210MPa，可达到AZ31母材的84%，断裂处仍为AZ31一侧，距离焊缝中心线5mm左右，处于硬度值最低的区域。 在铝合金TIG焊试验中，采用经过优化的TIG焊接工艺参数并添加ER5356焊丝，能得到成形美观、质量良好的铝合金焊接接头。通过拉伸试验和硬度测试发现，6N01和7N01铝合金焊接接头的热影响区均出现软化区，6N01焊接接头的最薄弱环节位于热影响区的软化区，而7N01焊接接头的最薄弱环节位于焊缝中心。填充ER5356焊丝的6N01、7N01铝合金焊接接头强度性能均达到欧洲DINEN288-4标准。